河海大学工程地质第五章.ppt

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1、第五章 坝基岩体稳定性的工程地质分析,概述5.1坝基岩体的压缩变形与承载力5.2坝基（肩）岩体的抗滑稳定分析5.3坝基岩体抗滑稳定计算参数的选定5.4降低坝基岩体抗滑稳定性的作用5.5坝基处理,概述,从世界上坝的破坏情况来看，原因是多种多样的。地质方面的原因造成的破坏事故约占30一4096，其中，从具体的破坏原因和形式来看，又可详分如下类型：(1)由于坝基的强度较低，运行期间又遭到进一步恶化所造成的破坏。(2)由于坝基(肩)的抗沿稳定性较低运行期间又遗到进一步恶化所造成的滑动破坏。(3)因坝基中存在有抗剪强度低的土层而造成的土坝或堆石坝坝基和坝坡的坍滑。(4)因坝下渗透水流将坝基岩石中的细颗粒

2、物质带走，使坝基被构空而造成的破坏。,(5)由于坝肩岩体的稳定性较低，运行期间空隙水压力增大又使其稳定性进一步恶化所造成的坝肩滑动破坏。安徽拇山水库大坝的事故就是这样造成的。(6)坝下游岩体冲刷(溢流冲刷)构空，也可造成大坝的破坏。(7)由地震和水库地震所造成的破坏或损害。,各种坝型对工程地质条件的要求,土石坝,土石和堆石坝是由粘土、黄土、砂土、砾石、碎石、块石料散体堆积而成的，上下游边坡与堆筑材料的稳定坡角应相适应，以保持坝坡的稳定。,特点：坝体是柔性的，允许产生较大的变形。坝体断面和底宽均较大，对地基的压应力较小，抗滑稳定问题不突出。,防渗墙的重要性。坝顶不能溢流：对两岸地形（垭口或有布置

3、洞群的条件）要求高，对近坝库段稳定（涌浪漫顶）要求高。,要求或问题 总体上看，对坝基要求低，但应注意研究如下问题：坝肩边坡较陡时，应注意坝体与地基岩体的接触问题；当坝基分布有深厚砂砾石层时，应注意渗漏和渗透稳定；当坝基分布有软土层时：承载力低，沉降大；厚度变化大时，不均匀沉降问题突出；当坝基分布有黄土时，应注意湿陷性问题；当坝基分布有疏松砂土及少粘性土（粘粒含量15%）时，应注意液化问题（静力和动力）；当坝基分布有岩溶时，应注意渗漏和塌陷问题；当坝基分布有断层破碎带以及强透水带或泥化夹层时，应注意渗透变形、抗滑稳定问题；应注意含有可溶岩类的岩土体；透水坝基下游坝趾处分布有连续的、透水性较差的覆

4、盖层时，应注意扬压力和流土问题；需有丰富的、满足质量要求的天然建材。,重力坝特点：坝体刚度大，坝基不允许产生较大的不均匀变形；坝体断面和底宽相对较大，压应力也较大，所以对坝基的承载力和抗滑稳定要求均较高；坝顶可布置泄洪建筑物，坝内可布置发电、泄洪建筑，所以对两岸可无布置洞群的要求；对地形适应性好；以自身重量维持稳定。要求：具有足够的抗滑能力，能满足抗滑稳定的要求；具有足够的承载力和刚度，且要求具有较好的均匀性和完整性；坝基、坝肩具有良好的抗渗性和渗透稳定性，不产生大量渗漏和过大的扬压力，也不会产生岩体的软化、泥化和软弱夹层、断层破碎带的渗透变形；峡谷区近坝库段和坝肩稳定性好；采取坝顶泄水方案时

5、，坝下游河床具有较好的抗冲刷能力；坝址区附近应有足够的、符合质量要求的混凝土骨料或石料。,特点：通过拱的传力作用将水荷载等水平推力传至坝肩，其稳定性主要依靠坝肩维持；拱坝的稳定性对坝的整体性和形态很敏感；断面和底宽较小；属整体结构，其抗震性能好。要求：对河谷断面形态要求高：对称、狭窄（V型、U 型）、宽高比小（1.52理想，最好3.5，随着技术水平的提高，逐渐放宽，可大至十几）；两岸坝肩要求：完整、均匀、新鲜、稳定、强度高、耐风化。滑坡体、强风化岩体、断层破碎呆，具软弱夹层的易产生塑性变形和滑动的岩体均不宜作为两端的拱座。由于底宽更小，所以对抗渗性和渗透稳定性要求更高。,拱坝,龙滩水电站,三峡

6、水利枢纽工程,Note:2 photos here,5.1坝基岩体的压缩变形与承载力,1.坝基岩体的压缩变形,不仅有坝基沉陷，还有沿拱端推力方向引起的近水平向的变形。,坚硬完整的岩体，变形模量值很高，压缩变形很小，如果变形均匀一致时，坝体安全稳定没有影响。但是一旦发生不均匀变形沉陷，坝体中产生拉应力，从而产生裂缝。,产生不均匀变形的地质因素：,岩性软硬不一，变形模量值相差悬殊。坝基或两岸岩体中有较大的断层破碎带、裂隙密集带、卸荷裂隙带等软弱结构面。,岩体内存在有溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象产生塌陷而导致不均匀变形。,软弱岩层和软弱结构面的产状和分布位置对岩体变形有显著影响。,2.坝基岩体承载力的计算

7、与评价,确定承载力的方法理论计算方法：1）极限荷载法：Pu=D Nq+C Nc，缺点：Pu随D增加而 增加，但有临界深度问题,2）容许应力法:Pcr、P1/4、P1/3，临塑荷载Pcr过于保守临界荷载P1/4、P1/3,原位试验法：主要用于土质及软岩地基，如载荷试验、触探试验、标贯试验等。规范查表法：不同行业执行不同的规范。有地基基础设计规范和相关的勘察规范。如建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)，岩土工程勘察（GB50021-94）,公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）等。特殊性土有专门规范，如湿陷性黄土地区建筑规范（GBJ25-90）经验类比法：,“工程岩体质量分级标准”及港

8、口果农过程地质勘察规范中列有经验值,坝基承载力的评价（水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）松软土地基的承载力据N63.5初步评价：N63.54 的粘土为软土；N63.510的砂土为松砂层。N63.515的粘土为硬土层；N63.530的砂土为紧密砂层。坝基岩体的承载力根据岩块饱和单轴极限抗压强度（Rc），结合裂隙发育程度，折减后作为坝基岩体的容许承载力。1）坚硬和半坚硬岩（Rc30MPa）：fk=1/7 Rc 裂隙不发育（间距1.0m）（1/7-1/10）Rc 裂隙较发育（间距）（1/10-1/16）Rc 裂隙发育（间距）（1/16-1/20）Rc 裂隙极发育（间距0.1m）2）软弱

9、岩石（Rc 30MPa）：fk=1/5 Rc 裂隙不发育（间距 1.0m）(1/5-1/7)Rc 裂隙较发育（间距）(1/7-1/10)Rc 裂隙发育（间距）(1/10-1/15)Rc 裂隙极发育（间距0.1m）,基岩承载力基本值（fo）的确定:,工业与民用建筑地基岩体承载力的确定（GB50218-94）,基岩承载力标准值(fk)的确定;fk=fo,为基岩形态折减系数：,关于标准值水电工程：标准值是试验成果经过分析整理、统计修正或考虑概率、岩石强度破坏准则等经验修正后的参数值，只反映岩土试件的特性。地质建议值是指地质人员根据试件所在层位的总体地质条件，对标准值进行调整后提出的，使标准值更符合于

10、岩土体所在的地质环境，具有更好的地质代表性，其目的是使参数取值更合理。岩土工程：岩土参数的标准值fk是岩土工程设计时所采用的基本代表值，是岩土参数的可靠性估值。,强度指标的选择求解软土地基承载力的理论方法中，抗剪参数是重要的参数，应正确选用。不固结不排水剪（UU），也称快剪：加3和加1-3都不允许排水。用于施工期短、加荷速率快、渗透系数小、排水条件差、厚度很大的饱和粘土地基或斜坡的稳定性分析。快剪试验不能反映土的天然应力状态，所以提出CKoU试验，即在天然应力条件下固结，然后再进行排水剪切。,3.软土地基承载力的计算,固结不排水剪（CU），也称固结快剪：加3允许排水，加13都不允许排水;用于一

11、般性建筑在施工期中，加荷速率慢、渗透系数大、排水条件好、土层较薄的地基土强度指标的计算。,加3和加1-3都充分排水，u=0，所以施加的应力就是作用在 土样上的有效应力;一般仅用于建筑物施工期较长、地基土的排水条件很好，能充分提高地基土强度时使用;慢剪强度=有效应力强度，是一种比较稳定的指标;试验周期长，工程上应用较少。,固结排水剪（CD），也称慢剪：,计算方法的选择目前，计算强度指标的方法有2种：有效应力法该方法最符合土的基本理论基础，抗剪强度与有效应力的对应关系已为理论和试验证明。但目前较为困难的是：土中的u难于准确确定，而有效快剪强度指标都是u的函数。,不合理之处：总应力与抗剪强度无对应关

12、系，不考虑u影响。但目前仍广泛应用于一般工程中。优点：计算方便、多年应用中积累了不少经验。对于软土地基，如果施工期短，有效应力变化不大，则抗剪强度往往接近于不排水总强度。,总应力法,高层建筑地基承载力的计算目前我国有2类计算模式：极限荷载法(Pu):太沙基极限承载力公式；普朗特尔极限承载力公式；汉森极限承载力公式。缺点或应注意的问题：临界深度问题。,容许应力法：也称临塑荷载法（Pcr），过于保守临界荷载法P1/4、P1/3（在偏心荷载作用下，且B3m）。,注意：1）该方法的基本假定之一：Ko=1（实际上为0.350.8），据以计算土的自重应力，并用弹性理论计算附加应力当出现较大塑性变形时，不合

13、实际。2）计算公式是根据条形分布荷载推导而得，但用于空间问题偏于保守。3）公式推导中未考虑基础刚度的影响。,在均布条形荷载作用下，土中任一点的应力来源于：1）基础底面的附加应力p-D：条形分布；2）基底处的边侧荷载D：均布；3）基底面以下土的自重应力 z。因Ko=1,所以土中任一点M的主应力：2为M点视角（弧度）；为土的重度（kN/m3）；D为埋深（m）；p为基底压力（kN/m2）。当M点的应力达到极限平衡时，据M-C准则，应有：将1、3代入上式得：,塑性区最深点的确定：代入z式，得：令zmax=0时，得：临塑荷载pcr（是指理论上地基土中刚出现剪切破坏塑性变形时，基底单位面积上所承受的荷载）

14、,令zmax=1/4B时，得：临界荷载p1/4（实践证明，可以容许地基土中有不大的塑性区，对于建筑物安全无妨害）,同理可得p1/3:,5.2坝基（肩）岩体的抗滑稳定分析,1.坝基岩体滑动破坏的类型,试验研究的资料表明，由于坝基岩体特征不同，重力坝在库水推力作用下的滑动破坏可能有三种不同类型，即：表面滑动、浅层滑动和深层滑动。,表面滑动沿混轻土基础与基岩接触面发生的剪切滑动。,主要发生在坝基岩体的强度远大于坝体混凝土强度，且岩体完整、无控制滑移的软弱结构面的条件下。此时，混凝士基础与基岩接触面的摩擦系数值，是控制重力坝设计的主要指标。坝体必须具有足够的重量，以便使接触面上的摩擦阻力大于作用在坝体

15、上的总水平推力。,摩擦系数根据现场剪切试验资料，考感到坝区的工程地质、水文地质条件的特点，并参照国内外已建的类似工程的经验数据确定的。,浅层滑动当坝基表层岩体的抗剪强度低于坝体混凝土时，剪切破坏往往发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。,从产生条件来看，这种浅层活动可能有三种主要类型：,一是坝甚岩体的岩性软弱，岩石本身的抗剪强度低于坝体混凝土与基岩的接触面故在库水推力作用下，易于沿表层岩体的内部发生如图1122所示的剪切破坏。,二是由近水平产出的薄层状岩层(特别是夹有软弱层者)组成的坝基在库水推力作用下，产生如图1123所示的滑移弯曲。,三是碎裂结构岩体组成的坝基在坝体推力作用下发生如图1124所

16、示的剪切滑移破坏。,深层滑动 在工程应力条件下岩体的深层滑动主要是沿已有的软弱结构面发生。因此只有当地基岩体内存在有软弱结构面，且按一定组合能构成危险滑移体时，才有发生深层滑动的可能。能够构成危险滑移体的软弱结构面，通常可分为滑移控制面和切割面两类。它们与一定的临空面组合就构成了探部滑移的边界条件。,典型的切割面通常是由陡立的断裂面构成的，只起将沿移体与周围岩体割裂开来的作用，不起抗滑作用。,与作用力方向垂直的陡立结构面构成横向切割面，平行于作用力方向的陡立面则构成侧向切剖面。,滑移控制面通常是由平缓的软弱结构面构成的，它与切割面不同，除了一定的切割、削弱的作用之外，还能对沿移休起抗滑的作用。

17、,滑动边界条件的组成滑动面（底滑面）特点：1）产状平缓（30度）、稳定；2）分布范围广，连续性强，埋藏浅；3）夹泥多，f、c值低；4）走向与坝轴线小角度相交。,2.坝基岩体滑动的边界条件分析,常见的滑动面：软弱夹层、断层面、片理面、层理面。,临空面:滑移体的自由滑出面 1）水平临空面：河床面；2）陡立临空面：深潭、深槽、冲刷坑、下游基坑；陡倾角的横穿河床的断层破碎带、软岩、风化深槽、裂隙密集带潜蚀溶洞。,1）纵向切割面：产状陡；走向与坝轴线大角度相交；以剪应力为主，法向应力很小。2）横向切割面：产状陡，当产状平缓时，具有底滑面的作用（双滑面）；走向与坝轴线小角度相交；属拉裂面，可为追踪面。,切

18、割面,常见的滑动破坏类型 缓倾（倾角30）层状岩体最不利情况：地层走向河流流向。特征：1）存在一组占优势作用的结构面：层面层间错动面软弱夹层泥化夹层：构成滑动面；2）底滑面层数多，滑动面成簇出现，最不利滑动面的确定困难；3）岩体软硬相间，层间错动强烈，夹层物理力学性质差，f 可0.17；4）纵、横切割面多追踪裂隙和小断层，产状陡立；5）底滑面厚度薄、产状稳定、延伸范围广。倾斜（倾角30 60，一般 40 50）层状岩体稳定条件相对较好，多表现为接触滑动，当裂隙较发育时，应充分注意追踪型滑面的浅层滑动，尤其应注意：反倾、缓倾压性断层的不利组合。横谷：断层底滑面；纵谷：层面和断层构成双滑面，兼纵向

19、切割面：平放的三角柱体或尖锥体；斜谷：稳定条件相对较好，但仍有上述破坏形式存在。,陡倾（倾角60）或倒转层状岩体构造作用强烈，断裂发育，断层规模较大。反倾、缓倾压性断层构成滑动面。横谷：1）X型扭性断裂（走向与岩层走向近正交，倾角40 60）：其滑动面（双滑面）和纵向切割面、层面构成横向切割面；2）反倾、缓倾压性断层构成滑动面，层面构成横向切割面，张性断层、裂隙构成纵向切割面；纵谷：层面和反倾向压性断层构成滑动面兼纵向切割面，张性及扭性断层、裂隙构成横向切割面；斜谷：稳定条件较好。块状岩体岩体完整性较好，结构面陡倾角为主，稳定问题：1）接触滑动；2）缓倾结构面构成不利组合，形态复杂。,边界条件

20、的阻滑因素,滑动面的阻滑因素滑动面的f、c值是决定岩体抗滑能力的主要因素。,当有泥化夹层时其实验值往往很低，但当滑动面的起伏差大、连续性差、夹泥层尖灭或被其他断裂错断时，则可提高其抗滑能力。,侧向切割面的阻滑作用切割面有时与滑动方向以一个较小的角度斜交，也有时它的倾角不时90。此时它就具有滑动面的性质，且其阻滑力还常不小。,坝下游抗力体的阻滑作用（如图）,抗力体：在坝基下可能发生滑移的岩体中，有时下游的局部岩体具有支撑或抗滑作用，这部分岩体称为抗力体。如图中的bbc.,平行于拱端切线方向的轴向推力 H,沿半径方向的切向力 V,坝肩岩体滑动的边界条件分析,作用方向：斜向岸里偏下游,分力方向以外的

21、结构面成为其横向切割面,在分力夹角范围内的侧向滑动面,河谷边坡构成天然的临空面,软弱夹层,层面,断层裂隙面,各种地形地质条件对坝肩岩体稳定的影响,5.3坝基岩体抗滑稳定计算,？重点考虑,滑动边界、尤其是最不利滑裂面的确定。需要的是Kmin，任何一个K都对应一个具体的滑裂面。滑动方向的确定。滑动力和抗滑力都是矢量。滑裂面f、c的确定。荷载组合的选择。,受力条件分析坝体及滑体自重：永久设备重量：水压力：扬压力：很不利、很重要（可抵消坝体重量的30%40%），且难于精确确定组成：浮托力+渗透力,影响因素：1）水头差及下游水深；2）库底淤积、入渗条件，下游覆盖、排水条件；3）坝基岩体渗透性：岩溶及结构

22、面的发育程度、分布、充填、性质、连通性；4）防渗帷幕：深度、材料、工艺、排数；5）排水、减压措施。计算方法：1）无防渗排水（或有，但已失效）时：2）设防渗排水时：,淤泥压力：按土压力计算，设计中可不予考虑；地震力：设计烈度6度时不考虑考虑1）水平地震惯性力：W坝体及滑体重量；KH水平向地震系数，取0.1（7度）、0.2（8度）、0.4（9度）；CZ包括地基影响在内的综合影响系数，取0.25；F地震惯性系数，垂向取1.5（坝高150m）水平取1.1（坝高30m）、1.3（30m 坝高70m）、1.5（坝高 70m）2）地震动水压力：坝上游面直立时，单位宽度坝段上的总动水压力波浪压力及冰压力：注意

23、：上述荷载并非同时存在，分为：基本荷载组合：正常运行期间遭遇正常设计水位和设计洪水时的各种荷载组合；特殊荷载组合：校核洪水位和地震情况下的各种荷载组合。,抗滑力分析（见边界条件的阻滑分析）,1）块体极限平衡法。2）数值分析法。3）地质力学模型试验法。计算模式：1）按抗剪强度（纯摩强度）计算：基本组合：K1.051.10；特殊组合：K1.01.05。2）按抗剪断强度（剪摩强度）计算：基本组合：K3.0；特殊组合：K2.32.5。,抗滑稳定安全系数的计算,安全系数的定义：滑裂面上抗滑力与滑动力之比。,计算方法：,f、c的取值：表层滑动：混凝土与岩体之间；浅层滑动：建基面岩体。,计算公式：1）表、浅

24、层滑动：,2）深层滑动：,单滑面：,倾向下游：,倾向上游：,双滑面：不平衡推力法根据块体静力传递原理，先假定后滑面处于极限平衡，算出其剩余推力；在剩余推力作用下，计算前滑面的K。被动抗力法先假定前滑面处于极限平衡状态，算出其被动抗力R；在被动抗力作用下，计算后滑面的K。等系数法假定前、后滑面的K相等，用试算法求解。3）说明：未计c作用，按不同的荷载组合，K取1.01.3；被动抗力R与水平面的夹角变化于0之间，当滑面倾角30时，=0；时，=。,岩体及软弱夹层抗剪强度指标的确定,抗剪强度指标确定的方法,试验法（含室内和现场）：,指标选定：,比例极限坚硬、半坚硬岩的取值标准,屈服值软岩、软弱夹层的取

25、值标准,峰值坚硬、半坚硬岩取0.5的折扣；软岩、软弱夹层取0.60.8的折扣,流变值大型工程将其取为长期强度,长期强度、残余强度峰值强度的0.8,C值的分散性大，多按试验值的20%选用。,地质因素对 f、c 值的影响,实验成果不能完全模拟现场情况,地质参数随时间会发生变化,粗糙度：越光滑，抗剪强度越小,连续性：连续性越好，抗剪强度越小,滑动面的影响,地下水循环渗流条件,主要表现在渗入的地下水对滑动面力学参数的降低上,c.变形一致原则求 f、c 值,各部位岩层应力状态不同,各部位岩层变形位移值一致,不均匀岩土坝基的影响,不同岩层选用与该变形值对应的f、c值进行综合计算,a.面积加权法求平均的f、

26、c值,b.应力加权法求平均的f、c值,类比法经验法平均值的求取方法：1）有 和 2种方法，各有优缺点；2）当软弱夹层（岩层）面积占60%时，应完全按软弱夹层考虑抗剪指标。,面积加权,应力加权,岩体抗剪强度指标的确定,工程地质条件调查、室内试验岩体结构、岩体质量分层、分区各区岩体质量的确定（可辅以声波、点荷载等轻型原位试验）根据各层、各区的质量类别查表确定力学参数；选择典型的、重要的区段进行原位现场试验分层、分区确定地质建议值。,国家标准水利水电工程地质勘察规范,5.4降低坝基岩体抗滑稳定性的作用,1.渗透水流对坝基岩体稳定性的影响,对坝基岩体产生渗透压力发生机械潜蚀或化学潜蚀，使某些岩石软化或

27、泥化,作用在坝基岩体上的渗透压力,定义：渗透到坝基下的水流在上下游水头差（H）的作用下对岩体产生的水压力，其大小等于该作用点的水头高度乘以水的重度（）。,坝基岩体若有良好的入渗条件，排水条件差的情况下就容易产生较大的渗透压力。如图，右岸坝肩上游附近有冲沟，构成良好的入渗条件，岩体中断成裂隙发育并有夹泥。,注意：在蓄水前后坝基岩体稳定性的变化：如马耳帕赛坝失事。,潜蚀（管涌）在岩层中由于渗透水流的冲刷作用，将其中的细小颗粒冲走带出的现象。,机械潜蚀由渗透水流的动水压力冲动土颗粒而造成的。,动水压力为渗透水流对土粒冲动的力，其方向与渗流方向一致，其数值等于水的重度（gw）与水力坡度（）的乘积常近似

28、认为在坝基下游渗水溢出地段的单位动水压力大于或等于该处的浮重度()时，就会产生潜蚀。分为发展型从带出颗粒开始，即使水头不再增加，颗粒仍将继续带出，直至充填物被掏尽或发生破坏；非发展型仅在渗透坡降增加时，有时少量颗粒带出，以后则逐渐停止，这主要由于细小颗粒阻塞了通道所致。,式中：h为水头差，L为渗径长度,例：四川陈食水库发展型机械潜蚀,坝基为侏罗系的泥岩和砂岩。一部分坝基放在裂隙发育且已风化的泥岩上。防渗措施不够，清基不彻底。以致蓄水后在3号和6号拱的背后均有浑水渗出。如图：,化学潜蚀（有两种类型）,一种是可溶性盐类矿物在酸性水作用下溶解,在这种环境水里混凝土可以变成豆腐渣一样。,另一种是游离的

29、硅、铁、铝氧化物在地下水中碱度pH=9的情况下,亦可游离成溶胶或凝胶,使地质体的胶结作用削弱。,2.坝下游河床冲刷问题,宣泄下来的水流对下游河床发生严重的冲刷作用，尤其当采用挑流能形式时，将在坝下游的河床中形成冲刷坑。如果冲刷坑发展得很大、很深时，就会使坝趾附近岩体失去抗力或是切断缓倾软弱夹层，形成滑动岩体的临空面，危及岩体的稳定。,地质构造条件对冲刷坑形成的影响,由上资料显示，影响可分为三个方面：断裂破碎带往往控制着局部最大冲坑的位置、形状和范围。如图：冲坑沿F74断层发展，并以其中心形成深达20.16m的冲坑，并切断了软弱夹层，降低了抗滑稳定性。,缓倾的软弱结构面及软弱夹层较陡倾者，易于形

30、成较深的冲坑。岩层倾向下游时冲坑上游侧塌破坏，并溯流向坝趾发展，危及坝基稳定；岩层倾向上游活倾角较陡时，一般冲刷较轻。,构造裂隙的密度愈大，岩块体积愈小，愈易形成较深的冲坑。但裂隙的胶结和互相交切的形态也有很大影响。,坝下游岩石冲刷坑深度的确定有水工模型试验和经验公式。经验公式误差大，目前常用：,其中：为冲坑系数，坚硬完整岩石0.91.2，软弱破碎、裂隙发育岩石为1.52.0；q为单宽流量;H为上下游水位差（m）；tk为水垫厚度，即水面至坑底水深（m）。的取值长江流域规划办公室提出的估算值。,5.5坝基处理,目的：提高坝基岩体的刚度、强度、抗渗性和抗滑稳定性，以满足大坝对坝基承载力、沉降和不均

31、匀沉降、抗滑稳定性、渗漏和渗透稳定性的要求。方法：根据地形条件的不同而不同，将挖、塞、锚、截、堵、灌、排、滤综合应用。,高拱坝：应尽量开挖到坚硬新鲜或微风化岩体依据：风化、卸荷分带 中拱坝：清基到微风化或弱风化中、下部岩体；中重力坝：可放宽到弱风化中、上部低坝：弱风化上部岩体。,1.清基：普遍采用,方法：风镐、钻爆。接近建基面时应以人工撬挖为宜 应注意爆破对建基面的影响以及易风化岩的保护。建基面的形状：锯齿状，略向上游倾斜或向下游抬高的倒坡，或台阶状，但高差不宜过大。,作用：提高坝基的整体性、弹性模量和承载力，降低透水性、减少渗漏量。类型：按材料分：水泥灌浆；粘土灌浆；化学灌浆。按作用分：固结

32、灌浆：按平面布置，利用钻孔进行低压浅层灌浆；帷幕灌浆：按剖面布置，利用钻孔进行高压深层灌浆；接触灌浆：按平面布置，利用预埋钻孔进行高压浅层灌浆。,2.灌浆处理：普遍采用,固结灌浆1）方案设计：根据岩体破碎情况、坝型和坝基应力等确定。2）灌浆孔的布置：大面积灌浆，重点地段加强；按梅花型、六角形或方格状布置；按序次逐渐加密（孔距从10m 20m开始，最终孔距为2m 4m）；孔深一般为5m 15m，高坝可大于20m；灌浆压力为0.2MPa 20MPa；一般为垂直孔，但断层破碎带、裂隙密集带、软弱夹层等应按产状布置斜孔。接触灌浆1）目的：提高坝体与坝基的胶结强度。2）方法：在坝体浇筑至一定高程（形成有

33、效压重）后，在预埋的管、孔中进行灌浆；大面积布置，采用高压灌浆，与固结灌浆合二为一。,帷幕灌浆1）方案设计：以岩体透水性分带为依据，根据水文地质条件、防渗要求由灌浆试验确定灌浆孔深度、厚度、孔距、排距及灌浆压力、材料、水灰比等。防渗要求：高坝：q1Lu；中坝：q=13Lu；低坝：q=35Lu2）灌浆孔的布置：按剖面布置，在靠上游面的地基中，平行坝轴线布置1排或几排灌浆孔；按梅花型、六角形或方格状布置；按序次逐渐加密，最终孔距一般为1.5m4.0m，排距略小于孔距;一排帷幕的厚度约为0.70.8倍的孔距，高坝一般设2排以上帷幕，中低坝设12排；孔深取（0.30.7）倍的坝高，但要求深入相对不透水

34、层内3m5m；灌浆压力取（13）倍的水头；帷幕长度与两岸不透水层或蓄水前天然地下水位相交。,主要用于覆盖层地基，防渗墙设于心墙、斜墙或铺盖之下；防渗墙可采用接地式，也可采用悬挂式，可采用刚性墙，也可采用柔性墙；当砂砾石层不厚时，可采用开挖梯形槽回填粘土成为截渗墙；当透水层较厚或坝高较大时，宜采用防渗墙：地下连续墙（刚性砼墙或柔性粘土墙）、定喷板墙、板桩墙、排桩墙。当透水层很厚，且为高坝时，宜采用：悬挂式截渗墙+粘土铺盖。,3.防渗墙和铺盖,4.锚杆（系统锚杆）、预应力锚杆（锚索）、大直径砼管桩,附：砼混凝土,5.断层破碎带和软弱夹层的处理,陡倾角软弱带的处理：砼塞、砼拱、砼梁、砼垫层；缓倾角软弱带的处理：抗滑（渗、沉）砼塞、砼键、砼齿墙、大直径砼桩。,6.排水减压反滤措施,目的：减小扬压力、防止渗透变形。,7.改变建筑物结构形式以适应坝基的地质条件,改变坝型、加大断面、扩大基础、设支撑墙、增加压重、坝肩加设重力墩、预留沉降缝、降低坝高、移动坝轴线、坝轴线拐弯等。,谢 谢！,