第8章 坝基稳定性分析

第8章坝基稳定性分析岩石力学课程组华北水利水电学院学习指导•本章主要介绍了岩基承载力计算，包括倾斜荷载下岩基的承载力、垂直荷载下岩基的承载力计算及根据规范或经验确定岩基承载力，重点介绍了坝基岩体的稳定性分析方法，包括表层滑动稳定性计算和深层滑动稳定性计算。8.1概述•混凝土高坝(例如重力坝、拱坝等)都是直接建造在岩基上的，坝体自重及其所受的各种荷载最终必然都传递到岩基上去，坝基承载后，在岩体内部如果产生过大的应力，则将危及坝基的安全与稳定。因此，在设计时最好对坝基的应力有一定量的估计8.2岩基承载力•在水工建筑物设计中，对于裂隙较少的坚硬岩基，一般认为岩基的承载力是不成问题的，往往不是水工设计的主要任务。相反，对于整体性较差、不够坚硬的岩基，特别是坝底宽度较窄的情况，则需进行承载力的验算。这一节将讨论岩基承载力的计算方法。•所谓岩基的极限承载力，就是指岩基所能负担的最大荷载(或称极限荷载)。当岩基承受这种荷载时，岩基中的某一区域将处于塑性平衡状态，形成所谓的塑性区(或称为极限平衡区)，这时基础沿着某一连续滑动面产生滑动。因此，在计算岩基的极限承载力时，需用到塑性力学中的有关公式。8.2岩基承载力•倾斜荷载下岩基的承载力基础为水平的情况基础为倾斜的情况cNqNNpcq1bNcNpc218.2岩基承载力•垂直荷载下岩基的承载力hhNcbNFpqs2121形状系数表1Lb1.05.02Lb3.01基础形状形状系数条形正方形圆形矩形0.50.40.311.31.38.2岩基承载力•根据规范或经验确定岩基的承载力岩基的容许承载力可按经验方法进行估算。一般情况是结合岩体的节理裂隙发育程度，根据岩块单轴饱和极限抗压强度，折算成坝基岩体的容许承载力8.3坝基岩体的稳定性分析•大坝失稳形式主要有两种情况：第一种情况是岩基中的岩体强度远远大于坝体混凝土强度，同时岩体坚固完整且无显著的软弱结构面，这时大坝的失稳多半是沿坝体与岩基接触处产生，这种破坏形式称为表层滑动破坏，如图8-7所示，第二种情况是在岩基内部存在着节理、裂隙和软弱夹层，或者存在着其它不利于稳定的结构面，在此情况下岩基容易产生如图8-8所示的深层滑动。除了上述两种破坏形式之外，有时还会产生所谓混合滑动的破坏形式，即大坝失稳时一部分沿着混凝土与岩基接触面滑动，另一部分则沿岩体中某一滑动面产生滑动的破坏形式，即大坝失稳时一部分沿着混凝土与岩基接触面滑动，另一部分则沿岩体中某一滑动面产生滑动，因此，混合滑动的破坏形式实际上是介于上述两种破坏形式之间的情况。8.3坝基岩体的稳定性分析•表层滑动计算验算表层滑动的抗滑安全系数时，可按坝体受力情况，分别求出坝体沿岩基表层的抗滑力与滑动力，然后通过两者之比求得HUVfFs8.3坝基岩体的稳定性分析•深层滑动稳定性计算滑动面倾向上游的情况滑动面倾向下游的情况sincoscossinVHcltgUVHFssincossincos11111111VHPACUHVfFs滑动力抗滑力抗力体极限平衡法sincoscossin222222VAcUVPfFs滑动力抗滑力等F法