第章坝基岩体稳定分析.ppt

《坝基岩体稳定分析》 在工程地质学领域，坝基岩体稳定分析是确保水利水电工程安全的关键环节。本讲座将深入探讨这一主题，通过案例分析如三峡水利枢纽和葛洲坝水利枢纽，揭示坝基岩体稳定的重要性。坝体的稳定性直接影响到水利工程的正常运行和使用寿命，因此对坝基岩体的详细评估和合理设计至关重要。 坝基岩体稳定性的主要考虑因素包括岩体本身的物理力学性质、地质构造以及地下水的影响。例如，胡佛大坝的建设展示了岩体稳定性的挑战，其中涉及到不同年代的岩石层和可能存在的溶蚀洞穴。这些地质条件可能造成坝体的不均匀沉陷和滑动变形，进而威胁坝体的安全。 常见的坝体破坏形式主要有三种：沉陷变形、滑动变形和不均匀沉陷。沉陷变形通常由于坝基或两岸岩体中存在溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象，导致局部下沉；滑动变形是最主要的破坏形式，特别是当坝基岩体软弱或存在风化破碎层时，可能沿软弱结构面发生剪切破坏。此外，坝基岩体较深处的多组软弱结构面也是滑动破坏的重要因素。 坝基岩体滑动破坏类型可分为表层滑动、浅层滑动和深层滑动，其产生原因涉及岩体完整性、混凝土坝体强度与岩体强度的对比以及软弱或破碎岩体的存在。滑动的边界条件分析则关注滑动面的构成，包括周边切割软弱面、滑出空间（临空面）以及连续的滑动面。临空面，尤其是水平临空面，如深潭、溶洞或软弱岩层，可以提供滑移岩体的自由空间，降低抵抗滑移的阻力。 在分析过程中，滑动面的抗剪强度是关键。如果滑动面的抗剪强度低于坝基底面与基岩接触面，或者低于岩体中其他界面的抗剪强度，那么坝体就可能存在滑动风险。例如，页岩夹层的泥化、卸荷裂隙和节理发育等都可能导致滑动面的抗剪强度降低。 为了保证坝体的稳定，工程地质学家需要进行详细的数据采集，包括岩体的岩相学、结构面特征、物理力学参数测试以及地下水状况的评估。通过数值模拟和经验公式，可以预测和防止潜在的不稳定情况。此外，采取适当的工程措施，如加固、排水、基岩处理等，也是确保坝基稳定的重要手段。 坝基岩体稳定分析是一项综合性的技术工作，需要结合地质学、土木工程和水文学等多个学科的知识。通过深入研究和精准设计，可以有效避免或减少坝体因地质因素造成的破坏，从而保障大型水利设施的安全和持久性。