某水庫堆石混凝土重力壩的溢流壩段抗滑穩(wěn)定分析計算案例1.1沿建基面的抗滑穩(wěn)定分析溢流壩段修建在基巖上，采用抗剪斷公式進行計算，具體公式見5.1.4章節(jié)中擋水壩段的建基面抗滑穩(wěn)定分析。根據(jù)基本資料中的參數(shù)REF_Ref70009294\h表1.37，溢流壩段計算剖面的基巖為=4\*ROMANIV1類巖體，抗剪斷摩擦系數(shù)取0.8，抗剪斷凝聚力為0.6MPa。不同設計工況下的安全系數(shù)見REF_Ref70281432\h表5.38。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s28建基面抗滑穩(wěn)定計算成果基本組合特殊組合（1）正常蓄水位情況設計洪水位情況校核洪水位情況K'4.14.03.9[K']3.03.02.5可以看出，計算剖面在各工況下建基面抗滑穩(wěn)定均滿足規(guī)范要求。1.2深層抗滑穩(wěn)定分析滑移模式根據(jù)溢流壩段的地質(zhì)初步判斷，軟弱夾層334m~346m高程均較為連貫，可形成壩基抗滑失穩(wěn)的滑移通道上游滑面，從下游消力池滑出，滑移通道示意圖見REF_Ref70270716\h圖5.33所示。這里僅校核334m和340m高程的抗滑穩(wěn)定。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s23溢流壩段滑移通道示意圖計算公式溢流壩段的深層抗滑穩(wěn)定也采用雙滑面等K法進行計算，具體計算公式見5.2.4章節(jié)擋水壩段的深層抗滑穩(wěn)定分析，這里不再重復贅述，REF_Ref71556998\h圖5.34為溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算簡圖。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s24溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算簡圖計算參數(shù)及荷載溢流壩段滑移通道滑裂面的物理力學參數(shù)采用地質(zhì)建議值（REF_Ref70009294\h表1.37、REF_Ref70254684\h表1.36），滑移體主要為=4\*ROMANIV1、=4\*ROMANIV2類巖體，干密度為2.5g/cm3，軟弱結(jié)構(gòu)面采用巖屑夾泥型參數(shù)，f1′取0.4，c1′取0.08MPa，下游滑出面視作壩基巖體的剪斷面,f2′取0.6，c2′取0.5MPa。荷載計算簡圖見REF_Ref70272288\h圖5.35。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s25溢流壩段荷載計算簡圖與擋水壩段的計算相同，溢流壩段下游滑出面與水平面夾角b的大小通過試算確定，初設b=15°，每增加5°進行一次深層抗滑穩(wěn)定計算，從而找出最不利的滑裂面。根據(jù)前面5.2.3節(jié)中基本荷載組合的計算結(jié)果，可以得到作用于壩體全部荷載的水平分值W和垂直分值H，這里以水平滑裂面340m高程，b=15°時的計算結(jié)果為例，見REF_Ref70270920\h表5.39。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s29作用于壩體的全部荷載計算成果表單位：kN上游靜水壓力下游靜水壓力浪壓力泥沙壓力壩體自重WH鉛直水平鉛直水平水平鉛直正常蓄水位4591.115382.172.720.279.1682.8520.632005.63719016124設計洪水位4640.515613.7275.3129.179.1682.8520.632005.63743916230校核洪水位4728.816031.5334.4167.926.6682.8520.632005.63759416596REF_Ref71644486\h表5.310為揚壓力計算表。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s210溢流壩段滑裂面揚壓力計算表U1（kN）U2（kN）U3（kN）正常蓄水位16981.864546.242295.31設計洪水位18214.928898.272894.324校核洪水位18610.5710041.413033.45因此可以得到滑裂面上的荷載分布情況（考慮下游河水作用在護坦上的水壓力荷載），見REF_Ref70273062\h表5.311。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s211溢流壩段滑裂面荷載計算成果（b=15°）單位：kNWHU1U2U3正常蓄水位37190.019596.516981.864546.242295.31設計洪水位37438.519725.618214.928898.272894.32校核洪水位37594.120139.518610.5710041.413033.45計算成果經(jīng)計算，b=15°時，三種工況下滑裂面的安全系數(shù)分別為2.58、2.52和2.46。類似的，通過試算可以得到不同下游滑出面傾角b相對應的安全系數(shù)，見REF_Ref70281076\h表5.312。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s212最不利滑裂面試算表b（°）安全系數(shù)K'正常蓄水設計洪水校核洪水153.493.463.38202.992.932.85252.712.632.56302.562.472.39352.492.382.30402.472.342.26452.502.362.27502.592.422.33552.742.542.45602.982.752.64很明顯，溢流壩段的深層抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求。對于340m高程的軟弱夾層，最不利滑裂面下游滑出面BC的傾角b約為40°，相應正常蓄水、設計洪水和校核洪水三種工況下的安全系數(shù)分別為2.47、2.34和2.26。334m高程軟弱夾層的抗滑穩(wěn)定計算與上述計算過程相同，這里不再重復贅述，僅展示最終計算成果。溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算成果列于REF_Ref70282038\h表5.313。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s213溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算成果表安全系數(shù)基本組合特殊組合（1）備注正常蓄水位情況設計洪水位情況校核洪水位情況K'=1\*ROMANI1.521.371.3b=40°=2\*ROMANII2.472.342.26b=37°[K']3.03.02.5注：軟弱夾層=1\*ROMANI、=2\*ROMANII分別為340m和334m高程。由上表可知，溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算成果不滿足規(guī)范要求，需采取相關(guān)措施。一般而言，可以通過大壩結(jié)構(gòu)調(diào)整和壩基加固處理來提升抗滑安全性能。本設計在壩踵處設置齒墻以提高抗滑性能。為完全切斷軟弱夾層，直達完整基巖，回填混凝土底高程應在軟弱結(jié)構(gòu)面以下，最深的軟弱夾層為334m高程，往下挖1.0m，齒墻深度為12m，底高程333m，齒槽部位與壩體整體澆筑，置換混凝土為C15堆石混凝土。圖STYLEREF2\s5.3SEQ圖\*ARABIC\s26壩溢流壩段壩基齒墻示意圖根據(jù)工程經(jīng)驗，堆石混凝土的力學參數(shù)為f′=1.25，c′=1.75MPa，對基巖混凝土置換率進行敏感性分析，可以得到混凝土置換率為0.3，即齒墻底寬為16m時，溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，考慮到壩基地質(zhì)條件，為了安全起見，回填混凝土宜切斷大部分軟弱結(jié)構(gòu)面，因此，齒墻底寬設為21m。壩基混凝土置換如REF_Ref70431707\h圖5.36所示，處理后的溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算成果見REF_Ref70431659\h表5.314。表STYLEREF2\s5.3SEQ表\*ARABIC\s214溢流壩段深層抗滑穩(wěn)定計算成果