巖體力學(xué)第10章-地基巖體穩(wěn)定性分析課件

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院巖、工系第十章地基巖體穩(wěn)定性分析中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院第十章地基巖體穩(wěn)定性分析1§10.1巖體地基承載力一、巖體地基承載力的概念二、由極限平衡理論確定承載力三、由巖體強(qiáng)度確定極限承載力四、軟弱巖體承載力的確定§10.1巖體地基承載力一、巖體地基承載力的概念2一、巖體地基承載力的概念地基承受荷載的能力稱為地基承載力。地基巖體的承載力就是指作為地基的巖體受荷后不會(huì)因產(chǎn)生破壞而喪失穩(wěn)定，其變形量亦不會(huì)超過(guò)容許值時(shí)的承載能力。地基承載力可以分為極限承載力和容許承載力兩種，前者是指地基不致喪失穩(wěn)定時(shí)的最大承載能力，后者是指地基有足夠的安全度，其變形量亦控制在容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。一、巖體地基承載力的概念3在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，人們最為關(guān)心的就是地基的容許承載力，它又有基本值(f0)、標(biāo)準(zhǔn)值(fk)和設(shè)計(jì)值(f)之分。承載力基本值是指按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的特定基礎(chǔ)寬度和埋置深度時(shí)的地基承載力，它可以根據(jù)某些試驗(yàn)指標(biāo)按有關(guān)規(guī)范查表確定。承載力標(biāo)準(zhǔn)值是指按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試確定的基本值并經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后的承載力值。承載力設(shè)計(jì)值是在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上按基礎(chǔ)埋置深度和寬度修正后的地基承載力值或按理論公式計(jì)算到的承載力值。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，人們最為關(guān)心的就是地基的容許承載力，它又有4二、由極限平衡理論確定承載力設(shè)在半無(wú)限體上作用著寬度為b的條形均布荷載q1假設(shè)：①破壞面由兩個(gè)互相直交的平面組成②q1的作用范圍很長(zhǎng)，兩端面的阻力可以忽略③q1作用面上不存在剪力④對(duì)于每個(gè)破壞楔體可以采用平均的體積力二、由極限平衡理論確定承載力設(shè)在半無(wú)限體上作用著寬度為b的條5將巖基分為楔體x和yx楔體:y楔體作用于x楔體的水平正應(yīng)力σh為最大主應(yīng)力；巖體的自重應(yīng)力σv為最小主應(yīng)力。y楔體:σh為最小主應(yīng)力；自重應(yīng)力σv加q1為最小主應(yīng)力。將巖基分為楔體x和y6q1=巖基的極限承載力qf如果x楔體表面作用有q，基巖極限承載力qfq1=巖基的極限承載力qf如果x楔體表面作用有q，基巖極限承7承載力系數(shù)承載力系數(shù)8三、由巖體強(qiáng)度確定極限承載力荷載作用下巖體壓碎并向兩側(cè)膨脹而誘發(fā)裂隙，因此，可分為壓碎區(qū)A和原巖區(qū)B，A區(qū)受到B區(qū)的約束力ph的作用。三、由巖體強(qiáng)度確定極限承載力荷載作用下巖體壓碎并向兩側(cè)膨脹而9均勻、各向同性不連續(xù)巖體的極限承載力約等于巖體的三軸抗壓強(qiáng)度均勻、各向同性不連續(xù)巖體的極限承載力約等于巖體的三軸抗壓強(qiáng)度10四、軟弱巖體承載力的確定對(duì)于強(qiáng)度較低的軟弱巖基，如泥巖、頁(yè)巖、板巖、煤層等，當(dāng)荷載通過(guò)剛性基礎(chǔ)傳遞到這類巖層上時(shí)，將在基礎(chǔ)邊緣附近產(chǎn)生應(yīng)力集中。設(shè)條形基礎(chǔ)寬度為b，當(dāng)距離基礎(chǔ)邊緣為y處的基底接觸壓力qv足以使巖基發(fā)生破壞時(shí)的平均承載力qf為假設(shè)y處的最大應(yīng)力足以使巖石發(fā)生脆性破壞，極限承載力為四、軟弱巖體承載力的確定假設(shè)y處的最大應(yīng)力足以使巖石發(fā)生脆性11§10.2壩基抗滑穩(wěn)定性分析重力壩、支墩壩等擋水建筑物的巖基除承受豎向荷載外，還承受著庫(kù)水形成的水平荷載作用，因此，壩體和壩基便會(huì)產(chǎn)生向下游滑移的趨勢(shì)。因而，在水利水電工程建設(shè)中壩基巖體抗滑穩(wěn)定性研究是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容?！?0.2壩基抗滑穩(wěn)定性分析121、壩基承受的荷載(1)壩體重力(2)靜水壓力水平靜水壓力豎直靜水壓力1、壩基承受的荷載(2)靜水壓力13(3)泥沙壓力當(dāng)壩體上游坡面接近豎直面時(shí)，作用于單寬壩體的泥沙壓力的方向近于水平，并從上游指向壩體，按朗肯土壓力理論其大小為(4)揚(yáng)壓力

(5)巖體重力

(6)地震作用

水平地震作用(3)泥沙壓力(4)揚(yáng)壓力14（4）壩基揚(yáng)壓力確定定義：在壩基底面和巖體深部滑移面上由于滲流等作用而產(chǎn)生的上抬的水壓力，稱為揚(yáng)壓力。它包括浮托力與滲透壓力兩部分。壩基底面上的揚(yáng)壓力壩基下無(wú)防滲排水措施（4）壩基揚(yáng)壓力確定15壩基下有防滲排水措施空腹、寬縫重力壩和支墩壩壩基下有防滲排水措施空腹、寬縫重力壩和支墩壩16巖體深部滑移面上的揚(yáng)壓力巖體深部滑移面上的揚(yáng)壓力17

(5)巖體重力

(6)地震作用

水平地震作用

18(7)浪壓力

當(dāng)壩體迎水面坡度大于1∶1，水深Hw滿足hf＜Hw＜Lw／2時(shí)，水深Hw’處浪壓力的剩余強(qiáng)度p′作用于單寬壩體上的浪壓力為(7)浪壓力作用于單寬壩體上的浪壓力為19二、壩基滑動(dòng)破壞的類型及邊界條件的構(gòu)成滑動(dòng)面的位置接觸面滑動(dòng)巖體內(nèi)滑動(dòng)混合型滑動(dòng)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿水平軟弱面滑動(dòng)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)二、壩基滑動(dòng)破壞的類型及邊界條件的構(gòu)成滑動(dòng)面的位置接觸面滑動(dòng)20（1）接觸面滑動(dòng)接觸面滑動(dòng)是壩體沿著壩基與巖基接觸面發(fā)生的滑動(dòng)。對(duì)于一個(gè)具體的擋水建筑物來(lái)說(shuō)，是否發(fā)生接觸面滑動(dòng)，不單純?nèi)Q于巖基質(zhì)量的好壞，而往往受設(shè)計(jì)和施工方面的因素影響很大。因此，當(dāng)壩基巖體堅(jiān)硬完整，其剪切強(qiáng)度遠(yuǎn)大于接觸面強(qiáng)度時(shí)，最可能發(fā)生接觸面滑動(dòng)。（1）接觸面滑動(dòng)對(duì)于一個(gè)具體的擋水21(2)巖體內(nèi)滑動(dòng)巖體內(nèi)滑動(dòng)是壩體連同一部分巖體在傾斜荷載作用下，沿著壩基巖體內(nèi)的軟弱面發(fā)生的滑動(dòng)破壞。該類型滑動(dòng)破壞主要受壩基巖體中發(fā)育的結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)所控制，而且只在具備滑動(dòng)幾何邊界條件的情況下才有可能發(fā)生。(2)巖體內(nèi)滑動(dòng)該類型滑動(dòng)破22根據(jù)結(jié)構(gòu)面的組合特征，劃分為五種類型：1)沿水平軟弱面滑動(dòng)當(dāng)壩基為產(chǎn)狀水平或近水平的巖層而大壩基礎(chǔ)砌置深度又不大，壩趾部被動(dòng)壓力很小，巖體中又發(fā)育有走向與壩軸線垂直或近于垂直的高傾角破裂構(gòu)造面時(shí)，往往會(huì)發(fā)生沿層面或軟弱夾層的滑動(dòng)根據(jù)結(jié)構(gòu)面的組合特征，劃分為五種類型：232)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基中存在著向上游緩傾的軟弱結(jié)構(gòu)面，同時(shí)還存在著走向垂直或近于垂直壩軸線方向的高角度破裂面2)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)243)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中存在著傾向下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面和走向垂直或近于垂直壩軸線方向的高角度破裂面，并在下游存在著切穿可能滑動(dòng)面的自由面3)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中存在著傾向下游的緩傾角254)沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中發(fā)育有分別傾向上游和下游的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面以及走向垂直或近于垂直壩軸線的高角度切割4)沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)265)沿交線垂直壩軸線的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中發(fā)育有交線垂直或近于垂直壩軸線的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面，且壩趾附近傾向下游的巖基自由面有一定的傾斜度，能切穿可能滑動(dòng)面的交線5)沿交線垂直壩軸線的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)27(3)混合型滑動(dòng)混合型滑動(dòng)則是部分沿接觸面、部分沿巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面發(fā)生的。它是接觸面滑動(dòng)和巖體內(nèi)滑動(dòng)的組合破壞類型。(3)混合型滑動(dòng)28三、壩基抗滑穩(wěn)定性計(jì)算計(jì)算的基礎(chǔ)：充分研究巖基工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上并獲得必要的計(jì)算參數(shù)計(jì)算方法：剛體極限平衡法數(shù)值模擬方法地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)法類比法圖解法三、壩基抗滑穩(wěn)定性計(jì)算剛體極限平衡法數(shù)值模擬方法地質(zhì)力學(xué)模型29（1）接觸面抗滑穩(wěn)定性計(jì)算

壩底接觸面多為水平或近于水平我國(guó)壩工設(shè)計(jì)多采用第1式，計(jì)算中采用的摩擦系數(shù)多采用原位測(cè)試峰值摩擦系數(shù)的折減值（1）接觸面抗滑穩(wěn)定性計(jì)算我國(guó)壩工設(shè)計(jì)多采用第1式，計(jì)算中30壩、閘基礎(chǔ)底面與地基巖土體之間的力學(xué)參數(shù)地基土類型摩擦系數(shù)f卵石、礫石0.50~0.55砂0.40~0.50粉土0.25~0.40粘土堅(jiān)硬中等堅(jiān)硬軟弱0.35~0.450.25~0.350.20~0.25巖體分類混凝土與巖體抗剪斷強(qiáng)度f(wàn)C（Mpa）Ⅰ1.3~1.51.3~1.5Ⅱ1.1~1.31.1~1.3Ⅲ0.9~1.10.7~1.1Ⅳ0.7~0.90.3~0.7Ⅴ0.4~0.7＜0.3壩、閘基礎(chǔ)底面與地基巖土體之間的力學(xué)參數(shù)地基土類型摩擦系數(shù)f31對(duì)f的折減要明顯小于對(duì)C的折減對(duì)f的折減要明顯小于對(duì)C的折減32安全系數(shù)表安全系數(shù)表33為增大壩基抗滑穩(wěn)定性系數(shù)，將壩體和巖體接觸面設(shè)計(jì)成向上游傾斜的平面為增大壩基抗滑穩(wěn)定性系數(shù)，將壩體和巖體接觸面設(shè)計(jì)成向上游傾斜34如果壩底面水平且嵌入巖基較深，在計(jì)算抗滑穩(wěn)定性系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下游巖體的抗力(被動(dòng)壓力)被動(dòng)楔體abd的受力分析如果壩底面水平且嵌入巖基較深，在計(jì)算抗滑穩(wěn)定性系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下35由于巖體抗力要達(dá)到最大值(即計(jì)算值)，抗力體必須要產(chǎn)生一定量的位移，因此，壩基可能滑動(dòng)面的抗滑力和抗力體的抗力難以同步發(fā)揮到最大值。由于巖體抗力要達(dá)到最大值(即計(jì)算值)，抗力體必須要產(chǎn)生一定量36一般，抗滑力出現(xiàn)在前，經(jīng)一段位移才能使抗力達(dá)到最大。也就是說(shuō)要使巖體抗力充分發(fā)揮，壩體需沿滑動(dòng)面產(chǎn)生較大的位移，這在一般的壩工設(shè)計(jì)中不允許因此，在壩工設(shè)計(jì)中通常只是部分利用或不利用巖體抗力，其利用程度主要取決于壩體水平位移的允許范圍接觸面的抗滑穩(wěn)定性系數(shù)修正一般，抗滑力出現(xiàn)在前，經(jīng)一段位移才能使抗力達(dá)到最大。也就是說(shuō)37(2)壩基巖體內(nèi)滑動(dòng)的穩(wěn)定性計(jì)算原則：首先應(yīng)根據(jù)巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系，充分研究可能發(fā)生滑動(dòng)的各種幾何邊界條件對(duì)每一種可能的滑動(dòng)都確定出穩(wěn)定性系數(shù)然后根據(jù)最小的穩(wěn)定性系數(shù)與所規(guī)定的安全系數(shù)相比較，進(jìn)行評(píng)價(jià)。(2)壩基巖體內(nèi)滑動(dòng)的穩(wěn)定性計(jì)算38沿水平軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)：沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)抗滑穩(wěn)定性系數(shù)沿水平軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)39沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿兩個(gè)相交軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)一種沿分別傾向上下游的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)一種沿交線垂直壩軸線方向的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)抗滑穩(wěn)定性系數(shù)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿兩個(gè)相交軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)抗滑穩(wěn)定性系40前者抗滑穩(wěn)定性系數(shù)可按照同向雙平面滑動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算方法后者的抗滑穩(wěn)定性系數(shù)為前者抗滑穩(wěn)定性系數(shù)可按照同向雙平面滑動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算方法41結(jié)構(gòu)面、軟弱面、斷層的抗剪強(qiáng)度類型fC（Mpa）膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面0.80~0.600.250~0.100無(wú)充填的結(jié)構(gòu)面0.70~0.450.150~0.050巖塊巖屑型0.55~0.450.250~0.100巖屑夾泥型0.45~0.350.100~0.050泥夾巖屑型0.35~0.250.050~0.020泥0.25~0.180.005~0.002結(jié)構(gòu)面、軟弱面、斷層的抗剪強(qiáng)度類型fC（Mpa）膠結(jié)的結(jié)構(gòu)面42§10.3、壩肩抗滑穩(wěn)定性問(wèn)題壩肩巖體在重力作用下的滑動(dòng)對(duì)各種壩體都會(huì)產(chǎn)生危害，尤其是支墩壩、拱壩、連拱壩等對(duì)側(cè)向變形反應(yīng)敏感的輕型壩更容易造成危害。對(duì)于拱壩來(lái)說(shuō)，研究壩肩抗滑穩(wěn)定性問(wèn)題不僅要研究壩肩巖體在重力作用下的穩(wěn)定性，更要研究在拱壩傳遞來(lái)的水平推力作用下的穩(wěn)定性。對(duì)于其他壩型，研究壩肩抗滑穩(wěn)定性問(wèn)題一般就研究巖體邊坡在重力作用下的穩(wěn)定性?！?0.3、壩肩抗滑穩(wěn)定性問(wèn)題43拱壩通常修建在比較狹窄的峽谷中，壩體在平面上為弧形，兩端嵌入壩肩巖體借助拱的作用把大部分水平推力傳遞給壩肩巖體，因此，壩肩承受的荷載一般較大。拱壩對(duì)壩肩巖體不均勻變形和過(guò)量變形比較敏感，于是通常要求壩肩巖體具有完整、均質(zhì)、堅(jiān)固等良好性能。巖體滑動(dòng)的幾何邊界條件主要由巖體中方向不利的軟弱結(jié)構(gòu)面和巖體自由面組成。對(duì)于拱壩壩肩巖體來(lái)說(shuō)，產(chǎn)狀水平或近水平的軟弱結(jié)構(gòu)面，走向與河谷方向夾角小于45°而傾向河谷的軟弱結(jié)構(gòu)面往往都是不利的。巖體自由面決定著最小主應(yīng)力方向，因此它的方位對(duì)巖體的穩(wěn)定性影響很大。拱壩通常修建在比較狹窄的峽谷中，壩體在平面上為弧形，兩端嵌入44巖體自由面的方向和位置由地形條件決定巖體自由面的方向和位置由地形條件決定45巖體力學(xué)第10章-地基巖體穩(wěn)定性分析課件46巖體力學(xué)第10章-地基巖體穩(wěn)定性分析課件47平面穩(wěn)定分析AB面上的正壓力：ABC面上的正壓力：滑動(dòng)力抗滑力穩(wěn)定性系數(shù)平面穩(wěn)定分析AB面上的正壓力：ABC面上的正壓力：滑動(dòng)力抗滑48中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院巖、工系第十章地基巖體穩(wěn)定性分析中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院第十章地基巖體穩(wěn)定性分析49§10.1巖體地基承載力一、巖體地基承載力的概念二、由極限平衡理論確定承載力三、由巖體強(qiáng)度確定極限承載力四、軟弱巖體承載力的確定§10.1巖體地基承載力一、巖體地基承載力的概念50一、巖體地基承載力的概念地基承受荷載的能力稱為地基承載力。地基巖體的承載力就是指作為地基的巖體受荷后不會(huì)因產(chǎn)生破壞而喪失穩(wěn)定，其變形量亦不會(huì)超過(guò)容許值時(shí)的承載能力。地基承載力可以分為極限承載力和容許承載力兩種，前者是指地基不致喪失穩(wěn)定時(shí)的最大承載能力，后者是指地基有足夠的安全度，其變形量亦控制在容許范圍內(nèi)時(shí)的承載力。一、巖體地基承載力的概念51在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，人們最為關(guān)心的就是地基的容許承載力，它又有基本值(f0)、標(biāo)準(zhǔn)值(fk)和設(shè)計(jì)值(f)之分。承載力基本值是指按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的特定基礎(chǔ)寬度和埋置深度時(shí)的地基承載力，它可以根據(jù)某些試驗(yàn)指標(biāo)按有關(guān)規(guī)范查表確定。承載力標(biāo)準(zhǔn)值是指按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法測(cè)試確定的基本值并經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后的承載力值。承載力設(shè)計(jì)值是在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上按基礎(chǔ)埋置深度和寬度修正后的地基承載力值或按理論公式計(jì)算到的承載力值。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，人們最為關(guān)心的就是地基的容許承載力，它又有52二、由極限平衡理論確定承載力設(shè)在半無(wú)限體上作用著寬度為b的條形均布荷載q1假設(shè)：①破壞面由兩個(gè)互相直交的平面組成②q1的作用范圍很長(zhǎng)，兩端面的阻力可以忽略③q1作用面上不存在剪力④對(duì)于每個(gè)破壞楔體可以采用平均的體積力二、由極限平衡理論確定承載力設(shè)在半無(wú)限體上作用著寬度為b的條53將巖基分為楔體x和yx楔體:y楔體作用于x楔體的水平正應(yīng)力σh為最大主應(yīng)力；巖體的自重應(yīng)力σv為最小主應(yīng)力。y楔體:σh為最小主應(yīng)力；自重應(yīng)力σv加q1為最小主應(yīng)力。將巖基分為楔體x和y54q1=巖基的極限承載力qf如果x楔體表面作用有q，基巖極限承載力qfq1=巖基的極限承載力qf如果x楔體表面作用有q，基巖極限承55承載力系數(shù)承載力系數(shù)56三、由巖體強(qiáng)度確定極限承載力荷載作用下巖體壓碎并向兩側(cè)膨脹而誘發(fā)裂隙，因此，可分為壓碎區(qū)A和原巖區(qū)B，A區(qū)受到B區(qū)的約束力ph的作用。三、由巖體強(qiáng)度確定極限承載力荷載作用下巖體壓碎并向兩側(cè)膨脹而57均勻、各向同性不連續(xù)巖體的極限承載力約等于巖體的三軸抗壓強(qiáng)度均勻、各向同性不連續(xù)巖體的極限承載力約等于巖體的三軸抗壓強(qiáng)度58四、軟弱巖體承載力的確定對(duì)于強(qiáng)度較低的軟弱巖基，如泥巖、頁(yè)巖、板巖、煤層等，當(dāng)荷載通過(guò)剛性基礎(chǔ)傳遞到這類巖層上時(shí)，將在基礎(chǔ)邊緣附近產(chǎn)生應(yīng)力集中。設(shè)條形基礎(chǔ)寬度為b，當(dāng)距離基礎(chǔ)邊緣為y處的基底接觸壓力qv足以使巖基發(fā)生破壞時(shí)的平均承載力qf為假設(shè)y處的最大應(yīng)力足以使巖石發(fā)生脆性破壞，極限承載力為四、軟弱巖體承載力的確定假設(shè)y處的最大應(yīng)力足以使巖石發(fā)生脆性59§10.2壩基抗滑穩(wěn)定性分析重力壩、支墩壩等擋水建筑物的巖基除承受豎向荷載外，還承受著庫(kù)水形成的水平荷載作用，因此，壩體和壩基便會(huì)產(chǎn)生向下游滑移的趨勢(shì)。因而，在水利水電工程建設(shè)中壩基巖體抗滑穩(wěn)定性研究是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。§10.2壩基抗滑穩(wěn)定性分析601、壩基承受的荷載(1)壩體重力(2)靜水壓力水平靜水壓力豎直靜水壓力1、壩基承受的荷載(2)靜水壓力61(3)泥沙壓力當(dāng)壩體上游坡面接近豎直面時(shí)，作用于單寬壩體的泥沙壓力的方向近于水平，并從上游指向壩體，按朗肯土壓力理論其大小為(4)揚(yáng)壓力

(5)巖體重力

(6)地震作用

水平地震作用(3)泥沙壓力(4)揚(yáng)壓力62（4）壩基揚(yáng)壓力確定定義：在壩基底面和巖體深部滑移面上由于滲流等作用而產(chǎn)生的上抬的水壓力，稱為揚(yáng)壓力。它包括浮托力與滲透壓力兩部分。壩基底面上的揚(yáng)壓力壩基下無(wú)防滲排水措施（4）壩基揚(yáng)壓力確定63壩基下有防滲排水措施空腹、寬縫重力壩和支墩壩壩基下有防滲排水措施空腹、寬縫重力壩和支墩壩64巖體深部滑移面上的揚(yáng)壓力巖體深部滑移面上的揚(yáng)壓力65

(5)巖體重力

(6)地震作用

水平地震作用

66(7)浪壓力

當(dāng)壩體迎水面坡度大于1∶1，水深Hw滿足hf＜Hw＜Lw／2時(shí)，水深Hw’處浪壓力的剩余強(qiáng)度p′作用于單寬壩體上的浪壓力為(7)浪壓力作用于單寬壩體上的浪壓力為67二、壩基滑動(dòng)破壞的類型及邊界條件的構(gòu)成滑動(dòng)面的位置接觸面滑動(dòng)巖體內(nèi)滑動(dòng)混合型滑動(dòng)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿水平軟弱面滑動(dòng)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)二、壩基滑動(dòng)破壞的類型及邊界條件的構(gòu)成滑動(dòng)面的位置接觸面滑動(dòng)68（1）接觸面滑動(dòng)接觸面滑動(dòng)是壩體沿著壩基與巖基接觸面發(fā)生的滑動(dòng)。對(duì)于一個(gè)具體的擋水建筑物來(lái)說(shuō)，是否發(fā)生接觸面滑動(dòng)，不單純?nèi)Q于巖基質(zhì)量的好壞，而往往受設(shè)計(jì)和施工方面的因素影響很大。因此，當(dāng)壩基巖體堅(jiān)硬完整，其剪切強(qiáng)度遠(yuǎn)大于接觸面強(qiáng)度時(shí)，最可能發(fā)生接觸面滑動(dòng)。（1）接觸面滑動(dòng)對(duì)于一個(gè)具體的擋水69(2)巖體內(nèi)滑動(dòng)巖體內(nèi)滑動(dòng)是壩體連同一部分巖體在傾斜荷載作用下，沿著壩基巖體內(nèi)的軟弱面發(fā)生的滑動(dòng)破壞。該類型滑動(dòng)破壞主要受壩基巖體中發(fā)育的結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)所控制，而且只在具備滑動(dòng)幾何邊界條件的情況下才有可能發(fā)生。(2)巖體內(nèi)滑動(dòng)該類型滑動(dòng)破70根據(jù)結(jié)構(gòu)面的組合特征，劃分為五種類型：1)沿水平軟弱面滑動(dòng)當(dāng)壩基為產(chǎn)狀水平或近水平的巖層而大壩基礎(chǔ)砌置深度又不大，壩趾部被動(dòng)壓力很小，巖體中又發(fā)育有走向與壩軸線垂直或近于垂直的高傾角破裂構(gòu)造面時(shí)，往往會(huì)發(fā)生沿層面或軟弱夾層的滑動(dòng)根據(jù)結(jié)構(gòu)面的組合特征，劃分為五種類型：712)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基中存在著向上游緩傾的軟弱結(jié)構(gòu)面，同時(shí)還存在著走向垂直或近于垂直壩軸線方向的高角度破裂面2)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)723)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中存在著傾向下游的緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面和走向垂直或近于垂直壩軸線方向的高角度破裂面，并在下游存在著切穿可能滑動(dòng)面的自由面3)沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中存在著傾向下游的緩傾角734)沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中發(fā)育有分別傾向上游和下游的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面以及走向垂直或近于垂直壩軸線的高角度切割4)沿傾向上下游兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)745)沿交線垂直壩軸線的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)壩基巖體中發(fā)育有交線垂直或近于垂直壩軸線的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面，且壩趾附近傾向下游的巖基自由面有一定的傾斜度，能切穿可能滑動(dòng)面的交線5)沿交線垂直壩軸線的兩個(gè)軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)75(3)混合型滑動(dòng)混合型滑動(dòng)則是部分沿接觸面、部分沿巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面發(fā)生的。它是接觸面滑動(dòng)和巖體內(nèi)滑動(dòng)的組合破壞類型。(3)混合型滑動(dòng)76三、壩基抗滑穩(wěn)定性計(jì)算計(jì)算的基礎(chǔ)：充分研究巖基工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上并獲得必要的計(jì)算參數(shù)計(jì)算方法：剛體極限平衡法數(shù)值模擬方法地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)法類比法圖解法三、壩基抗滑穩(wěn)定性計(jì)算剛體極限平衡法數(shù)值模擬方法地質(zhì)力學(xué)模型77（1）接觸面抗滑穩(wěn)定性計(jì)算

壩底接觸面多為水平或近于水平我國(guó)壩工設(shè)計(jì)多采用第1式，計(jì)算中采用的摩擦系數(shù)多采用原位測(cè)試峰值摩擦系數(shù)的折減值（1）接觸面抗滑穩(wěn)定性計(jì)算我國(guó)壩工設(shè)計(jì)多采用第1式，計(jì)算中78壩、閘基礎(chǔ)底面與地基巖土體之間的力學(xué)參數(shù)地基土類型摩擦系數(shù)f卵石、礫石0.50~0.55砂0.40~0.50粉土0.25~0.40粘土堅(jiān)硬中等堅(jiān)硬軟弱0.35~0.450.25~0.350.20~0.25巖體分類混凝土與巖體抗剪斷強(qiáng)度f(wàn)C（Mpa）Ⅰ1.3~1.51.3~1.5Ⅱ1.1~1.31.1~1.3Ⅲ0.9~1.10.7~1.1Ⅳ0.7~0.90.3~0.7Ⅴ0.4~0.7＜0.3壩、閘基礎(chǔ)底面與地基巖土體之間的力學(xué)參數(shù)地基土類型摩擦系數(shù)f79對(duì)f的折減要明顯小于對(duì)C的折減對(duì)f的折減要明顯小于對(duì)C的折減80安全系數(shù)表安全系數(shù)表81為增大壩基抗滑穩(wěn)定性系數(shù)，將壩體和巖體接觸面設(shè)計(jì)成向上游傾斜的平面為增大壩基抗滑穩(wěn)定性系數(shù)，將壩體和巖體接觸面設(shè)計(jì)成向上游傾斜82如果壩底面水平且嵌入巖基較深，在計(jì)算抗滑穩(wěn)定性系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下游巖體的抗力(被動(dòng)壓力)被動(dòng)楔體abd的受力分析如果壩底面水平且嵌入巖基較深，在計(jì)算抗滑穩(wěn)定性系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下83由于巖體抗力要達(dá)到最大值(即計(jì)算值)，抗力體必須要產(chǎn)生一定量的位移，因此，壩基可能滑動(dòng)面的抗滑力和抗力體的抗力難以同步發(fā)揮到最大值。由于巖體抗力要達(dá)到最大值(即計(jì)算值)，抗力體必須要產(chǎn)生一定量84一般，抗滑力出現(xiàn)在前，經(jīng)一段位移才能使抗力達(dá)到最大。也就是說(shuō)要使巖體抗力充分發(fā)揮，壩體需沿滑動(dòng)面產(chǎn)生較大的位移，這在一般的壩工設(shè)計(jì)中不允許因此，在壩工設(shè)計(jì)中通常只是部分利用或不利用巖體抗力，其利用程度主要取決于壩體水平位移的允許范圍接觸面的抗滑穩(wěn)定性系數(shù)修正一般，抗滑力出現(xiàn)在前，經(jīng)一段位移才能使抗力達(dá)到最大。也就是說(shuō)85(2)壩基巖體內(nèi)滑動(dòng)的穩(wěn)定性計(jì)算原則：首先應(yīng)根據(jù)巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系，充分研究可能發(fā)生滑動(dòng)的各種幾何邊界條件對(duì)每一種可能的滑動(dòng)都確定出穩(wěn)定性系數(shù)然后根據(jù)最小的穩(wěn)定性系數(shù)與所規(guī)定的安全系數(shù)相比較，進(jìn)行評(píng)價(jià)。(2)壩基巖體內(nèi)滑動(dòng)的穩(wěn)定性計(jì)算86沿水平軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)：沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)抗滑穩(wěn)定性系數(shù)沿水平軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)沿傾向上游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)87沿傾向下游軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)