水利水电工程概论论文.docx

水利水电工程概论结课论文
学院: 资源与环境
专业: 地质工程
学号: 201300122
姓名: 岳朋成
坝基岩体失稳形式及其处理
概要
拦河大坝是水利水电工程中最重要的挡水建筑物,它拦蓄水流抬高水位,承受着巨大的水平推动力和其他荷载。为了维持平衡稳定,坝体又将水压力和其他荷载及本身的重量传递到地基或两岸的岩体上。因而岩体所承受的压力是很大的。通常来说,100m高的混凝土重力坝传递到基岩上的压力可达2000KPa以上。此外,水还可以渗入岩体,使某些岩层软化,泥化,溶解并且产生不利于稳定的扬压力。因此大坝建筑对地基岩体的稳定条件有着很高的要求。岩体的稳定常是坝体稳定的关键条件。到目前为止大坝损坏的事故中,因地质问题而引起的最多。所以在大坝设计和施工中,对坝基岩体的分析和处理是非常重要的。
关键词:大坝,基岩的稳定,地基处理。
坝基岩体失稳的主要形式
导致坝体破坏的岩体失稳的形式,主要是沉陷变形和滑动破坏。
坝基岩体沉陷变形
对于坚硬岩体来说,沉陷变形,往往很小,小量的均匀沉陷变形,对坝体的安全稳定没有显著影响。但当发生不均匀沉陷时,则会使坝体中的应力重新分布,产生较大的拉应力,致使坝体发生裂隙,甚至破坏。尤其对于拱坝,对两岸岩体的不均一变形极为敏感,因此要求极为严格。导致发生不均匀变形的地质因素主要有:
(1)坝基或两岸岩性软硬不一,弹性模量相差悬殊。
(2)坝基或两岸岩体中有较大的断层碎裂带,裂隙密集带,卸荷裂隙带,全强风化带等。
(3)岩体中存在有溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象,产生塌陷而导致不均匀变形。
上述软弱岩层和软弱结构面的产状和分布位置对岩体的变形也有显著影响,如软弱岩层分布在表层时,就容易发生较大的沉陷变形;分布在坝趾附近时,则容易导致坝身向下游歪斜倾覆;而分布在坝蹱附近时,则容易导致岩体的拉裂。
坝基岩体滑动破坏的类型
坝基岩体的滑动破坏,是最主要的可能破坏形式,坝基抗滑稳定问题是大坝设计和建设过程中最重要的问题。坝基岩体滑动破坏形式根据滑动破坏面位置的不同,可分为表层滑动,浅层滑动和深层滑动三种类型。
(1)表层滑动指坝体沿坝底与基岩的接触面(一般为混凝土与岩体的接触面)发生剪切破坏产生的滑动,所以称之为接触滑动。滑动面大致是一个平面。当坝基岩体坚硬完整不具有可能发生滑动的软弱结构面,且岩体强度远大于坝体混凝土强度时,容易发生此类情况,另外地基岩面的处理或混凝土浇筑质量不好也是形成这种滑动的因素之一。一般情况下这种情况下着这种破坏形式较少出现。
(a) (b) (c)
坝基滑动破坏的形式
(a)表层滑动(b)浅层滑动(c)深层滑动
(2)浅层滑动当坝基岩体软弱或岩体虽然坚硬但表部风化破碎层没有挖除干净,以致岩体强度低于坝体混凝土强度时,则剪切破坏可能发生在浅部岩体中,造成浅层滑动。滑动面往往参差不齐。浅层滑动是中低坝需要注意的主要破坏形式。
(3)深层滑动发生在坝基岩体的较深部位,主要是沿软弱结构面发生剪切破坏,滑动面常是由两,三组或更多的软弱面组合而成。但有时也可局部剪切岩体而构成一个连续的滑动的滑动面。深层滑动是高坝岩石地基需要研究的主要破坏形式。
实际的破坏多是兼有两种或三种破坏形式的混合。
坝基处理
对坝基处理的目的是提升坝体的稳定性和增加坝基的不透水性。
清基
清