●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 84土石坝稳定分析 概述 荷载及组合 、稳定分析方法 四、提髙稳定的工程措施 2021/2/22
2021/2/22 1 §4 土石坝稳定分析 一、概述 二、荷载及组合 三、稳定分析方法 四、提高稳定的工程措施
●●●●● ●●●● ●●0 、稳定分析概述 ●●● ●●●● 土石坝在自重、水荷载、渗透压力和地震荷载作用下, 若剖面尺寸不当或坝体、坝基土料的抗剪强度不足,坝体或 坝体连同部分地基发生滑动,造成失稳。坝基内有软弱夹层 时,也可能发生塑性流动。饱和细沙受地震作用还可能发生 液化失稳。 分析目的: 分析坝体及坝基在各种不同条件下可能产生的失稳形式, 校验其稳定性,确定坝体经济剖面。 失稳特点 坝体由散粒材料组成,不会出现整体滑动或倾覆失稳, 只可能发生局部失稳破坏 2021/2/22
2021/2/22 2 土石坝在自重、水荷载、渗透压力和地震荷载作用下， 若剖面尺寸不当或坝体、坝基土料的抗剪强度不足，坝体或 坝体连同部分地基发生滑动，造成失稳。坝基内有软弱夹层 时，也可能发生塑性流动。饱和细沙受地震作用还可能发生 液化失稳。 分析目的： 分析坝体及坝基在各种不同条件下可能产生的失稳形式， 校验其稳定性，确定坝体经济剖面。 失稳特点： 坝体由散粒材料组成，不会出现整体滑动或倾覆失稳， 只可能发生局部失稳破坏。 一、稳定分析概述
●●●●● ●●●● 稳定破坏形式 ●●0 ●●● ●●●● 滑动: 坝或坝基材料的抗剪强度不够,沿某一滑动面向下坍滑 ≯液化:细砂或均匀砂料,地震、打桩振动、爆炸 饱和的松砂受振动或剪切而发生体积收缩,孔隙水不能立 即排出,有效应力转化为孔隙应力,砂土抗剪强度降低,砂料 随水的流动而流散。 影响因素:有效粒径小,孔隙比大,砂料均匀,受力体大 受力猛,透水性小,易液化。美国福特派克坝380万立方米的 砂体在10分钟内流失;铁路桥因火车振动而液化。 塑性流动: 坝体或坝基剪应力超过了土料抗剪强度,变形超过弹性极 限值,坝坡或坝脚地基土被压出或隆起,坝体产生裂缝或沉陷 软粘土坝体容易发生。 2021/2/22
2021/2/22 3 稳定破坏形式 ➢滑动： 坝或坝基材料的抗剪强度不够，沿某一滑动面向下坍滑。 ➢液化：细砂或均匀砂料，地震、打桩振动、爆炸 饱和的松砂受振动或剪切而发生体积收缩，孔隙水不能立 即排出，有效应力转化为孔隙应力，砂土抗剪强度降低，砂料 随水的流动而流散。 影响因素：有效粒径小，孔隙比大，砂料均匀，受力体大， 受力猛，透水性小，易液化。美国福特派克坝380万立方米的 砂体在10分钟内流失；铁路桥因火车振动而液化。 ➢塑性流动： 坝体或坝基剪应力超过了土料抗剪强度，变形超过弹性极 限值，坝坡或坝脚地基土被压出或隆起，坝体产生裂缝或沉陷。 软粘土坝体容易发生
●●●●● ●●●● ●●0 滑动面形状 ●●●● 1、曲面滑动面 滑动面顶部陡而底部渐 缓,曲面近似圆弧,多发生 于粘性土中。 (a) 2、折线滑动面 (b) 多发生于非粘性土坡, 3 如薄心墙坝、斜墙坝;折点 般在水面附近。 (c) (d) 3、复式滑动面 厚心墙或粘土及非粘土 构成的多种土质坝形成复式 滑动面。当坝基内有软弱夹 4( 层时,滑动面不再向下深切, 图6-34坝坡坍滑破坏形式 而沿夹层形成曲、直组合的 1一坝壳或坝体;2-防渗体;3-滑动面;4-软弱夹层 复式滑动 2021/2/22
2021/2/22 4 滑动面形状 1、曲面滑动面 滑动面顶部陡而底部渐 缓，曲面近似圆弧，多发生 于粘性土中。 2、折线滑动面 多发生于非粘性土坡， 如薄心墙坝、斜墙坝；折点 一般在水面附近。 3、复式滑动面 厚心墙或粘土及非粘土 构成的多种土质坝形成复式 滑动面。当坝基内有软弱夹 层时，滑动面不再向下深切， 而沿夹层形成曲、直组合的 复式滑动
●●●●● 荷载及荷载组合 ●●●● ●●0 ●●● 荷载 ●●●● 1、坝体自重 坝体内浸润线以上部分按湿容重计算,下游水位以上按 饱和容重,下游水位以下部分按浮容重计算。 湿容重:单位体积中土、水、空气的重量 饱和容重:水占满了土中的空隙,单位体积内水和土的 重量 浮容重:土的有效重量,等于饱和容重-1 2、渗透压力 动水压力方向与渗流方向相同,作用于单位土体上的渗 流力可按下式计算:f=yj 式中γ为水的容重,j为渗透坡降 渗透压力对边坡稳定不利 2021/2/22
2021/2/22 5 荷载: 1、坝体自重 坝体内浸润线以上部分按湿容重计算，下游水位以上按 饱和容重，下游水位以下部分按浮容重计算。 湿容重：单位体积中土、水、空气的重量。 饱和容重：水占满了土中的空隙，单位体积内水和土的 重量。 浮容重：土的有效重量，等于饱和容重-1 2、渗透压力： 动水压力方向与渗流方向相同，作用于单位土体上的渗 流力可按下式计算：f=γj 式中γ为水的容重，j为渗透坡降 渗透压力对边坡稳定不利 二、荷载及荷载组合