坝基渗漏问题分析.pptx

6. 坝基渗漏问题分析;6.1 概述;潜在的渗漏通道;以往大坝失事的经验教训;C·卡鲁斯夫统计：从1900年起，混凝土坝失事的原因有70％与坝基有关，只有30％与坝体有关。对82座混凝土坝的失事进行了分类统计，由于地基渗透、排水系统失灵和与扬压力有关的共51例，占62.2％；由于大坝产生裂缝，沿地基滑动和由水流冲刷引起塌方、滑坡的共31例，占37.8％。 T.A米德尔布鲁克斯对200座土坝的失事进行分类统计，由地基渗流造成的破坏占25％，另有滑动破坏占15％。 前西德《水利》杂志1981年第7～8期上载文，对67座当地材料坝的失事原因作了分析统计，直接毁于渗流淘空的有21例，占31.3％。;土石坝渗流破坏的主要形式;（2）孔隙水压力高造成的破坏——滑动 土石坝破坏的另一表现形式是大块坝体、岸坡或坝基的坍塌或滑移，然后才有大量漏水。 造成此种破坏的原因，除了因在坝基内有不利的结构面以外，最主要的是防渗结构布置不合理，使渗流在坝基或坝体内形成了过高的地下水位即孔隙水压力(在坝体内主要表现为浸润线过高)所致。 导致孔隙水压力抬高的原因，与其说是渗漏，不如说是排水不良。渗透过来的水在其流动过程中如果受到阻碍，使其不能通畅地流走或排出，即使渗流量很小，它也会越积越多，以致在地基或坝体内形成与库水位有时相等的水压力。 在地基内孔隙水压力和坝体浸润线均较高的情形下，如遇到强烈振动(如地震)，就有可能造成土料液化，抗剪强度剧减，引起事故。过去，有许多坝是在长期高水位蓄水、连续暴雨和发生地震时遭到破坏的。 由此，向人们提示：防止坝基和坝体内的孔隙水压力过分升高，也是土石坝的渗流防护重点之一。;岩基混凝土坝渗流破坏的主要形式;与此相反，我们却能找到坝基渗漏量很小，却发生失事或事故的大坝。仅举几个发生在近期而又著名的事例。 (1)法国的马尔帕塞(Malpasset) 拱坝。高66.5m，1954年建成，1959年12月2日失事，是目前世界上唯一失事的一座拱坝。直到最近，才对该坝的失事原因有了比较一致的认识：“该坝的破坏，是由坝体自重压力引起基岩压缩，使渗透性降低，从而使坝基承受了几乎预想不到的(孔隙)水压力造成的” 。 (2) 梅山连拱坝。高88.3m，长545m。1956年蓄水，1962年11月6日在右坝肩13号～16号坝段拱台上突然出现10条裂缝，最长的达24m，宽6.5mm，沿裂缝严重漏水，坝座岩体发生了明显位移。同时，一个未封填好的固结灌浆孔向外喷水，水头高达31m。随即采取了紧急放空水库的措施，才避免了严重事故的发生。事后由该坝设计人员编写的《梅山水库坝基稳定条件的分析》一文中说：“由于坝的厚度不大，过去一般认为可以不设排水。实践证明，在梅山的特定地质条件下，坝的扬压力可以达到相当大的数值，破坏坝基，影响大坝安全。故在设计时必须重视扬压力的作用，设置必要的排水”。 这些事例说明，对于建筑在岩石地基上的混凝土大坝，必须将防止出现过高的孔隙水压力，作为防止产生渗流破坏的重点。仅仅减小渗流量并不一定能防止出现高的孔隙水压力。;6.2 松散土体坝区及坝基渗漏稳定问题;6.2.2 坝基渗漏稳定问题;(1)坝基渗透变形的形式;(B)流土：在坝下游坡脚渗透水流逸出处，当其动水压力超过土体自重时，土体表层其一部分土粒在垂直土层的渗透水流作用下全部浮动和流走。随着条件变化，管涌也可转化为流土，龙凤山水库坝基渗透变形后阶段即属流土形式。 山西省东榆林水库副坝溃决事故，是坝基流土所造成的。副坝为均质土坝，坝基地层为由亚砂土、粉砂土和砂质粘土等组成的多薄层结构。;(2) 产生渗透变形的坝基结构特征;(3) 坝基渗透变形的预测;实际水力梯度的确定是在查明坝基地层结构和渗透系数基础上进行的，方法较多，有理论计算、绘制流网、水电比拟等方法。 确定临界水力梯度的方法也较多，有计算法、图表法和试验法等。 对于流土，根据土的类型及其致密程度，可选择不同的计算公式。;管涌由于处于粗颗粒孔隙中的细颗粒单独运动，受力条件比较复杂，同时土的颗粒组成、排列方式等也复杂多样，因此目前还没有理想的计算公式，一般采用图表法和试验确定临界水力梯度。;确定允许水力梯度时首先要确定安全系数(m)。安全系数与地基土性质及建筑物等级有关。 根据经验，一般对在固定水头差作用下发生连续管涌现象的危险性管涌土，选用安全系数2~3；而非危险性管涌土，选用安全系数1.5~2.5较合适。安全系数确定后，即可获得允许水力梯度I允：;6.3 裂隙岩体坝区及坝基扬压力问题;基于裂隙岩体的渗流特性，可以归纳为不同的坝区渗漏模型： (1)散状渗漏型 (2)带状渗漏型 (3)层状渗漏型;6.3.2 裂隙岩体坝区渗流的定量评价问题