工程地质原理复习题目讲解.ppt

第五章 坝基（地基）稳定性问题的工程地质研究;§5.1 各种坝型对工程地质条件的要求;⑵可能的工程地质问题 总体上看，对坝基要求低，但应注意研究如下问题： ①坝肩边坡较陡时，应注意坝体与地基岩体的接触问题； ②当坝基分布有深厚砂砾石层时，应注意渗漏和渗透稳定； ③当坝基分布有软土层时：承载力低，沉降大； 软土层厚度变化大时，不均匀沉降问题突出； ④当坝基分布有黄土时，应注意湿陷性问题； ⑤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）； ⑥当坝基分布有岩溶时，应注意渗漏和塌陷问题； ⑦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； ⑧应注意含有可溶岩类的岩土体； ⑨透水坝基下游坝趾处分布有连续的、透水性较差的覆盖层时，应注意扬压力和流土问题； ⑩需有丰富的、满足质量要求的天然建材。 ;2. 重力坝 ⑴特点： ①坝体刚度大，坝基不允许产生较大的不均匀变形，对地质条件要求高； ②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； ③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； ④以自身重量维持稳定。 ⑵要求： ①坝基具有足够的抗滑稳定性，能满足抗滑稳定的要求； ②坝基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； ③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； ④峡谷区近坝库段和坝肩稳定性好； ⑤采取坝顶泄水方案时，坝下游河床具有较好的抗冲刷能力； ⑥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。;3. 拱坝 ⑴特点： ①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； ②拱坝的稳定性对坝的整体性和形态很敏感； ③断面和底宽较小； ④属整体结构，其抗震性能好。 ⑵要求： ①对河谷断面形态要求高：对称、狭窄（ V形、U 形、梯形）、宽高比小（1.5~2理想，最好≯3.5）； ②两岸坝肩要求：完整、均匀、新鲜、稳定、强度高、透水性小、耐风化； ③由于底宽更小，所以对抗渗性和渗透稳定性要求更高。 ;二滩水电站—双曲拱坝;小湾水电站;4、面板堆石坝： 适用于河床覆盖层较薄、下覆基岩平整，两岸基岩完整的坝址，要求混凝土防渗面板趾板置于弱风化岩体上，堆石坝体可放于河床 覆盖层上，但要做好反滤与排水 特点： 抗滑稳定性好， 坝坡陡、断面小、枢纽布置紧凑， 透水性好 施工导流方便 施工受雨季影响小 如：水布垭（233m），秘鲁的莫罗·德·阿里卡（220m），紫坪铺（156m） ;§5.2 地基（坝基）的沉降和承载力 1. 土石坝坝基的沉降分析 ⑴ 沉降和不均匀沉降的不利影响 ①过大的沉降会使坝顶设计高度得不到保证； ②导致防渗体的破坏：心墙、斜墙；坝基截渗墙；接触部位； ③坝内涵管的破坏。 ⑵ 影响因素 ①土性：种类、孔隙比、含水量、固结度、级配、压缩性； ②压缩层厚度； ③相变及厚度变化，基岩面起伏情况； ④附加应力的大小及分布； ⑤排水固结条件； ⑥施工进度。;⑶ 计算方法 ①分层总和法； ②土工有限元计算方法。 ⑷ 不均匀沉陷允许值的确定 ①长高比较大的坝，且计算点与基岩岸坡的距离 时： 式中：ΔS允为相距为l的两点的沉降差允许值； σt为坝体填土允许的抗拉强度； h为坝高； Ε0、Εl分别为地基和坝体的变形模量。 ②经验法：根据我国的大量调查表明：土坝允许的不均匀沉陷斜率应1.5%;2. 岩质坝基的沉陷分析 新鲜、微风化、弱风化，坚硬、完整的岩质坝基E0高→沉陷很小、且以弹性变形为主→除高坝外一般可不分析坝基的沉陷。 但由于坝体的刚性强，对不均匀沉陷的协调能力差→形成应力集中→坝体开裂→危及稳定。 ⑴产生不均匀沉降的地质因素 ①岩性、完整性、风化程度差异大，变形模量相差悬殊； ②地基（坝基）持力层范围内分布有断层破裂带、裂隙密集带、强烈卸荷带、槽状风化带、溶蚀的洞穴； ③结构面和岩层产状的影响：倾斜、突变； ④地下水呈不均匀分布。 ⑵计算分析 数值分析。;3. 地基承载力的计算评价 ⑴ 确定承载力的方法 ①理论计算方法： 1）极限荷载法： Pu=γDNq+CNc， 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 ②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。 ③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