当前课程知识点：地质学与工程地质 > 第13章 地基岩体稳定性工程地质问题分析 > 13.1 水利工程坝基 > Chapter 13.1.2 变形破坏方式及稳定性分析
同学们好
欢迎来到地质学与工程地质课程
当坝基岩土体
不能满足上部荷载的要求时
将发生不同程度的变形甚至破坏
为了合理的评价
和分析坝体的稳定性特征
我们需要掌握坝基
可能的变形破坏方式
并在此基础上
对它的稳定性特征
进行评价和分析
这节课我们来学习
坝基变形破坏方式
及稳定性分析
根据工程中
常见的坝基岩体类型
大致可以分为软基
和硬基两类
当采用疏松土层
也就是软基作为坝基时
如果局部剪应力
超过了土的抗剪强度
将引起土体间相互错动
发生剪切滑移或塑性变形
从而引起建筑物失稳
在这种情况下
一般会发生下面几种
可能的破坏方式
一种是坝体直接沿着
地基土表面滑移
地基表面土层强度被破坏
也就是表层滑移
如果坝体一部分
沿着地基表面滑移
而地基土深处
某一滑动范围内
发生强度破坏
并与坝体一起滑移
称为混合滑移
还有一种是深层滑移
也就是坝体同地基一起
沿着地基土深处
某一滑动范围内产生破坏滑移
而坚硬岩石地基
也就是硬基的滑移情况
要比软基复杂得多
影响硬基滑移的因素
有多方面的
总体来讲
主要包括坝基岩体的内在因素
也就是岩体的强度和结构特征
它是地基滑移的根本条件
还有岩体的外在因素
比如渗流、地震、滑坡作用等
它只是通过岩体的
内在因素才能发生作用
它是地基滑移的促进因素
从滑移模式上来讲
硬基滑移主要
可以分为三类
一种是表层滑移
也就是说在混凝土
与地基接触面上发生滑移
主要受接触面抗剪强度的控制
另外一类是浅部滑移
主要受地基表层岩体
抗剪强度的控制
一般在风化破碎和软弱岩层中
也就是说在抗剪强度远小于
坝体抗剪强度的
岩体中出现
滑移面往往参差不齐
还有一种是深部滑移
它也是工程地质中
一种重点研究的滑移形式
它的滑移条件比较复杂
除了滑移控制面外
还要考虑侧向
也就是纵向
以及横向切割面的作用
并要考虑临空面的存在
地基岩体四周
由软弱结构面切割
形成可能的滑移体
并具备有滑移的自由空间
这是形成深部滑移的必要条件
重力坝在水平推力作用下
它的底面可能会
沿着地基表层发生水平滑移
坝体的自重与坝基作用
产生水平抗力
而坝底面扬压力
又会减小接触面处的法向接触力
从而降低了抗滑力
所以重力坝表层
抗滑稳定性系数
可以通过这个公式
来计算得到
坝基深层滑移的
稳定性分析
目前工程中
一般采用刚体极限平衡法
并主要受滑移面的
产状和形式的控制
当坝基内部存在
倾向上游的单斜滑移面时
如果不考虑
侧向切割面的抗剪强度
那么抗滑稳定性系数
可以通过这个公式
来计算得到
如果要考虑
侧向切割面的抗剪强度
那么抗滑稳定性系数计算
要加入侧面的抗滑力
当坝基内部存在
倾向下游的单斜滑移面
并且下游具有
陡立的临空面时
由于滑移面的倾向
与坝体上游水荷载
推力的方向一致
稳定性最差
如果不考虑
侧向切割面的抗剪强度
那么抗滑稳定性系数
可以通过这个公式
来计算得到
如果要考虑
侧向切割面的抗剪强度
抗滑稳定性系数计算中
需要加入侧面的抗滑力
当坝基下面存在双斜滑移面时
这种情况比较复杂
需要注意
两段滑移面的比例关系
及在坝基的相对位置
简单情况下
也就是坝趾上游滑移面
倾向下游
坝趾下游滑移面
倾向上游
那么这种情况下
可以作为主动区
和被动区来进行分析
也就是说
坝趾上游部分
主动的推向下游
而坝趾下游部分
被动的阻碍滑移
先来看一下坝基滑移体
也就是主动区部分
如果坝体及坝趾上游
滑移体的总重量为P1
滑移面长度为L1
滑移面上的扬压力为U1
滑移面的倾角为α
滑移面的摩擦系数
和粘聚力分别为F1和C1
那么下滑力S可以通过
这个公式计算得到
对于坝趾下游的滑移体
也就是被动区
那么如果重量为P2
滑移面长度为L2
滑移面上的扬压力为U2
滑移面的倾角为β
滑移面的摩擦系数
和粘聚力分别为F2和C2
那么根据滑移面上滑动力
与抗滑力的关系
可以求得坝基的
抗滑稳定性系数
好 这节课我们学习了
常见的坝基岩体
变形破坏方式
并以重力坝为例
对它的力学稳定性分析方法
进行了介绍
通过这节课的学习
同学们要掌握上述内容
从而为从事
大坝设计工作奠定基础
-0.1 人类工程活动与地质环境
-0.2 工程地质学的任务
-知识巩固--作业
-1.1 地球的形成与演化
-1.2 地球的基本性质
-1.3 岩石圈板块构造与地质作用
-知识巩固
-2.1 地壳运动
--默认
-2.2 岩浆作用
-2.3 变质作用
-2.4 地震作用
-知识巩固
-3.1 引述
-3.2 风化作用
-第3章 外动力地质作用--3.2 风化作用
-3.3 地面流水的地质作用
-3.3 地面流水的地质作用--作业
-3.4 风的地质作用
-3.4 风的地质作用--作业
-3.5 冰川的地质作用
-3.5 冰川的地质作用--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-4.1 矿物
-第4章 矿物与岩石--4.1 矿物
-4.2 岩浆岩
-第4章 矿物与岩石--4.2 岩浆岩
-4.3 沉积岩
-4.3 沉积岩--作业
-4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--4.4 变质岩
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-基础篇
-第4章 矿物与岩石--知识巩固-提高篇
-5 地质年代
-知识巩固--作业
-6.1 水平构造与倾斜构造
-6.2 褶皱构造
-6.3 断裂构造
-第6章 地质构造--知识巩固-基础篇
-第6章 地质构造--知识巩固-提高篇
-7.1 概述
-7.2 地质图的表示方法
-7.3 地质图的阅读和分析
-第7章 地质图--知识巩固-基础篇
-第7章 地质图--知识巩固-提高篇
-8.1 基本概念
-8.1 基本概念--作业
-8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-第8章 地下水--8.2 地下水的埋藏类型与排泄
-8.3 地下水的运动
-8.3 地下水的运动--作业
-8.4 地下水的水质
-8.4 地下水的水质--作业
-8.5 与地下水有关的工程地质问题
-8.5 与地下水有关的工程地质问题--作业
-知识巩固-基础篇--作业
-第8章 地下水--知识巩固-提高篇
-9.1 土的物质组成
-9.1 土的物质组成--作业
-9.2 土的基本性质
-9.2 土的基本性质--作业
-9.3 土的工程分类
-9.4 特殊土及工程性质
-9.4 特殊土及工程性质--作业
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-基础篇
-第9章 土体的工程地质性质--知识巩固-提高篇
-10.1 概述
--10.1练习
-10.2 岩石的物理和水理性质
--10.2练习
-10.3 岩石的力学性质
--10.3习题
-10.4 岩体结构、结构面与结构体
--10.4习题
-10.5 结构面的特征及力学性质
--10.5习题
-10.6 岩体力学性质
--10.6习题
-10.7 岩体的工程地质分类
--10.7习题
-知识巩固-基础篇--作业
-知识巩固-提高篇--作业
-11.1 斜坡变形与破坏
-11.1 斜坡变形与破坏--作业
-11.2 影响斜坡稳定的因素
-11.3 斜坡稳定性分析
-11.3 斜坡稳定性分析--作业
-11.4 岩质边坡稳定的结构分析法
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施
-11.5 斜坡变形破坏防治原则与措施--作业
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-基础篇
-第11章 斜坡稳定性工程地质问题分析--知识巩固-提高篇
-12.1 地下洞室及其应力重分布
-12.1 地下洞室及其应力重分布--作业
-12.2 洞室围岩的变形与破坏
-12.3 影响洞室围岩稳定性的因素
-12.4 洞室围岩失稳的防治措施
-第12章 地下洞室围岩稳定性的工程地质分析--知识巩固
-13.1 水利工程坝基
--Chapter 13.1.1 坝型及对工程地质条件的要求
-13.2 常见地基处理方法
-第13章 地基岩体稳定性工程地质问题分析--知识巩固
-14.1 水库渗漏
-14.2 库岸稳定问题
-14.3 库周浸没及水库淤积
-知识巩固--作业
-15.1 概述
-15.2 工程地质测绘
-15.3 工程地质勘探与野外试验
-15.4 地质罗盘的使用方法
-知识巩固
-汶川地震泥石流——5年的回顾
--汶川地震泥石流
--汶川地震这五年
--解疑答惑
-期末考试
