水坝、水库工程地质研究课件.ppt

4、三种破坏形式的比较 坝基岩体表层滑动边界条件比较简单，主要取决于坝体混凝土与基岩接触面的抗剪强度。 浅层滑动近似一平面，抗滑稳定性取决于浅部岩体的抗剪强度。 深层滑动比较复杂，它必须有滑动面、切割面和临空面。 （二）拱坝坝肩抗滑稳定性 不同的坝型对坝肩稳定性要求不同。土石坝和重力坝只要求将坝肩嵌入到岩体内一定深度，以满足防渗要求和一定的连结能力，不要求核算坝肩的抗滑稳定性。拱坝的工作条件与土石坝、重力坝有本质的区别，在库水推力作用下，坝体内将产生复杂的空间应力分布，而且主要以轴向压力的方式将荷截传递到河谷两岸的岩体上。拱端对坝肩岩体将产生轴向推力（pH）、径向剪力（pV）和力矩（M）(图16—21)。 当拱端岩体具有足够的强度和剐度时，则给拱圈以相应的反力来保持坝体稳定。若拱端岩体软弱破碎，尤其当存在与拱端推力方向一致的软弱结构面时，将对拱坝的稳定性带来威胁。因此，拱坝需进行坝肩岩体抗滑稳定分析。 滑移边界条件及结构体形态 与坝基一样，坝肩滑移边界条件也是由滑移面、切割面和临空面组成（图16-22），只是由于坝肩滑移发生在陡立岸坡为特征的坝肩部位，滑移边界条件在构成上有所区别，这些边界面具有如下特点： （1）滑移面：一般为倾向下游河床方向的平缓或倾斜的软弱结构面，有时倾向上游的缓倾角结构面也可构成滑移面。滑面形态可以是单平面、多平面或空间曲面。滑动方向受到轴向推力与切向推力作用方向的限制。 （2）切割面：凡与工程作用力方向近平行、陡立者均可成为侧向切割面；与工程作用力方向近垂直，且位于滑移体后缘者可成为横向切割面。 （3）临空面：可以分为纵向与横向两类。河谷岸坡为纵向临空面；河弯突出部位、河沟、断层（或软弱）带、溶洞等为横向临空面。图16-23 常见的滑移结构体归纳为几类：楔形体、锥形体、棱形体（包括板状体）。图16-24 （三）提高坝基（肩）岩体稳定性的工程措施 当坝基(肩)岩体中存在不利于抗滑稳定性的地质因素时，可以考虑适当改变建筑物结构，如增大坝底面积；设置阻滑齿槽和抗力体；设置传力墙；改变坝形等等。当采取可能的技术设计仍不满足稳定性要求的情况下，则应考虑岩体加固处理措施，其常用的处理措施是： 固结灌浆 开挖回填 锚固 1、固结灌浆 它是提高裂隙岩体整体强度的有效措施。固结灌浆是利用钻孔将高标号的水泥浆液或化学浆液压入岩体中，使之封闭裂隙，加强基岩的完整性，达到提高岩体强度和刚度的目的。常规的灌浆是在整个基础大面积内进行，此时应分批逐步完成整个灌浆工程，应根据坝基压力，地质条件等合理设计灌浆孔深、孔距、灌浆压力和浆液稠度，即先进行灌浆试验。有时为了处理断层、软弱夹层和溶洞等，须进行特殊的灌浆方法。 2、开挖回填 对于断层破碎带、风化带、软弱破碎带等，可以通过坑探工程将其清除掉，然后回填混凝土，以增强地基的强度。应根据对象不同，开挖回填后形成不同的结构形式，图16-26为处理断层带及软弱夹层时常用的几种方法。 3、锚固 主要用于处理块体沿弱面的滑移变形。它按一定的方向用钻孔穿透弱面深入到完整岩体内，插入预应力锚索（钢筋），然后用水泥将孔固结起来，形成具有一定抗拉能力的结构。 此外，对拱坝坝肩不稳定岩体的处理，还可以采用其他支挡办法，如抗滑桩、支撑柱等。还应特别强调，地下水往往是导致基础失去稳定的主要因素，在设置工程处理措施时，应充分考虑到防渗排水的作用，一项处理工程有时问题多样，条件较复杂，应根据具体情况综合采用上述有关处理措施。 四、坝址选择工程地质论证 （一）坝址选择的一般过程 原则：“面中求点，逐级比较、择优选定” 全面了解整个流 选择 域的地质条件 坝址1 坝址2 坝址3 。。。 根据地质、政治、 技术、经济条件 坝址 （二）坝址选择工程地质研究要点 1、岩土性质 岩土性质关系到建筑物的稳定和造价，在坝址选择时常具有决定性意义。一般选择坚硬、均一、完整性较好、透水性差、抗水性强的岩土体作为坝址。 2、地质构造 地质构造关系到区域稳定性及坝区稳定性和渗漏。首先，应尽量避开或远离活断层带和现代地壳活动强烈地区（如地震活动强烈及地应力高度集中地区等）。其次，应选择构造变动相对较弱地段作为坝址。 3、水文地质条件 石灰岩岩溶发育及厚层第四系砂砾石层分布区，渗漏问题往往非常突出。 岩溶发育区：最重要的是寻找和利用隔水层当无隔水层时，应选择弱岩溶化地段作为坝址。 第四系地层分布区：应尽可