1、第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究,壩基穩(wěn)定性問(wèn)題的重要性： 可行性研究：工程地質(zhì)條件是關(guān)鍵評(píng)價(jià)因素； 水利實(shí)踐表明：工程地質(zhì)條件不僅影響到壩址壩型的選擇，而且關(guān)系工程投資、施工工期、工程效益和工程安全。 由地質(zhì)缺陷引起的大壩失事占40%左右,壩基穩(wěn)定性的重要性 廣義穩(wěn)定性問(wèn)題： 承載力 變形和不均勻變形 抗滑穩(wěn)定 滲透穩(wěn)定 確保穩(wěn)定性的措施： 理論研究 勘察測(cè)試手段 監(jiān)測(cè) 建基面優(yōu)選,5.1 各種壩型對(duì)工程地質(zhì)條件的要求,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究,1. 土石壩 特點(diǎn)和要求： 壩體是柔性的，允許產(chǎn)生較大的變形，對(duì)地質(zhì)條件要求低。 壩體斷面和底寬均較大，對(duì)地基的壓應(yīng)

2、力較小，抗滑穩(wěn)定問(wèn)題不突出。 對(duì)滲透穩(wěn)定性要求高，防滲墻很重要。 壩頂不能溢流： 對(duì)近壩庫(kù)段穩(wěn)定要求高： 庫(kù)區(qū)涌浪漫頂 對(duì)兩岸地形要求高： 高山峽谷：應(yīng)選擇彎曲河段，凸岸可布置洞群及建筑物 丘陵：建筑物布置在兩岸，選擇合適埡口布置溢洪道， 平原：建筑物布置于河岸,可能的工程地質(zhì)問(wèn)題 總體上看，對(duì)壩基要求低，但應(yīng)注意研究如下問(wèn)題： 壩肩邊坡較陡時(shí)，應(yīng)注意壩體與地基巖體的接觸問(wèn)題； 當(dāng)壩基分布有深厚砂礫石層時(shí)，應(yīng)注意滲漏和滲透穩(wěn)定； 當(dāng)壩基分布有軟土層時(shí)：承載力低，沉降大； 軟土層厚度變化大時(shí)，不均勻沉降問(wèn)題突出； 當(dāng)壩基分布有黃土?xí)r，應(yīng)注意濕陷性問(wèn)題； 當(dāng)壩基分布有疏松砂土及少粘性土（粘粒含量

3、時(shí)： 式中：S允為相距為l的兩點(diǎn)的沉降差允許值； t為壩體填土允許的抗拉強(qiáng)度； h為壩高； 0、l分別為地基和壩體的變形模量。 經(jīng)驗(yàn)法：根據(jù)我國(guó)的大量調(diào)查表明：土壩允許的不均勻沉陷斜率應(yīng)30MPa）： fk= 1/7 Rc 裂隙不發(fā)育（間距1.0m） （1/7-1/10） Rc 裂隙較發(fā)育（間距1.0-0.3m） （1/10-1/16） Rc 裂隙發(fā)育（間距0.3-0.1m） （1/16-1/20） Rc 裂隙極發(fā)育（間距0.1m） 2）軟弱巖石（Rc 30MPa）： fk= 1/5 Rc 裂隙不發(fā)育（間距 1.0m） (1/5-1/7) Rc 裂隙較發(fā)育（間距1.0-0.3m） (1/7-1

4、/10) Rc 裂隙發(fā)育（間距0.3-0.1m） (1/10-1/15) Rc 裂隙極發(fā)育（間距0.1m）,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.2 地基（壩基）的沉降和承載力,非經(jīng)處理不宜作為水工建筑物的天然地基。,較好的天然地基。,(3) 關(guān)于基本值、標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值 基本值： Ps曲線有明顯比例界限時(shí)，取界限點(diǎn)的值作為承載力基本值 極限荷載能確定且小于1.5倍比例界限值，則取0.5倍極限荷載作為承載力基本值 上述兩點(diǎn)都不能確定時(shí)，取s/B=0.010.02對(duì)應(yīng)的荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)并經(jīng)處理得出 野外鑒別、標(biāo)貫試驗(yàn)查規(guī)范確定 基本值乘以回歸修正系數(shù)得到的值 設(shè)計(jì)值： 極限

5、荷載除于安全系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)值考慮基礎(chǔ)寬度和埋設(shè)修正 承載力設(shè)計(jì)值、 承載力特征值、容許承載力在不同規(guī)范里概念上不一樣，但含義相當(dāng),第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.2 地基（壩基）的沉降和承載力,5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析 1. 壩基巖體滑動(dòng)破壞的類型 表層滑動(dòng) 淺層滑動(dòng) 深層滑動(dòng) 混合滑動(dòng) 2. 滑動(dòng)邊界條件分析 深層滑動(dòng)邊界條件的組成 滑動(dòng)面（底滑面） 特點(diǎn)： 1）產(chǎn)狀平緩（30度）、穩(wěn)定； 2）分布范圍廣，連續(xù)性強(qiáng)，埋藏淺； 3）夾泥多，f、c值低； 4）走向與壩軸線小角度相交。 常見(jiàn)的滑動(dòng)面：軟弱夾層、斷層面、片理面、層理面。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研

6、究,切割面：把滑移體與周圍巖體分隔開(kāi)的結(jié)構(gòu)面 1）縱向切割面： 產(chǎn)狀陡； 走向與壩軸線垂直或大角度相交； 以剪應(yīng)力為主，法向應(yīng)力很小。 2）橫向切割面： 產(chǎn)狀陡，當(dāng)產(chǎn)狀平緩時(shí)，具有底滑面的作用（雙滑面）； 走向與壩軸線平行或小角度相交； 屬拉裂面，可為追蹤面。 臨空面:滑移體的自由滑出面 1）水平臨空面：河床面； 2）陡立臨空面： 深潭、深槽、沖刷坑、下游基坑； 陡傾角的橫穿河床的斷層破碎帶、軟巖、風(fēng)化深槽、裂隙密集帶潛蝕溶洞。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析, 常見(jiàn)的滑動(dòng)邊界條件及其組合類型 緩傾（傾角30）層狀巖體 滑移邊界組合： 1）存在一組

7、占優(yōu)勢(shì)作用的結(jié)構(gòu)面：層面、層間錯(cuò)動(dòng)面、軟弱夾層、泥化夾層構(gòu)成底部滑動(dòng)面； 底滑面特征：厚度薄、產(chǎn)狀穩(wěn)定、延伸范圍廣;層數(shù)多、成簇出現(xiàn)，最不利滑動(dòng)面的確定困難； 2）縱、橫切割面：多追蹤裂隙和小斷層，產(chǎn)狀陡立； 3）臨空面：沖刷坑、斷層破碎帶、河床面 特征： 1）對(duì)于軟硬相間的層狀巖體，層間錯(cuò)動(dòng)強(qiáng)烈，夾層物理力學(xué)性質(zhì)差，f 可小于0.17； 2）最不利情況：地層走向河流流向;傾向下游的軟弱夾層出露于壩基中點(diǎn)至偏下游三分之一的范圍內(nèi)為最不利受力 3）可發(fā)生淺層、深層滑動(dòng)（包括雙滑面滑動(dòng)）。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,壩基為砂巖、板巖互層，傾角7-

8、20，形成底滑面； 順河向斷層形成縱向切割面； 沖刷坑形成臨空面。 建成10年后，有不穩(wěn)趨勢(shì)，及時(shí)處理,壩基為震旦系石英砂巖夾泥質(zhì)薄層粉砂巖和頁(yè)巖。巖層傾向下游偏右岸，傾角6-8 ； 層間錯(cuò)動(dòng)泥化夾層形成底滑面； 斷層形成臨空面。 驗(yàn)算不安全，改變?cè)O(shè)計(jì),湖南省永州市雙牌縣,河北省沙河市孔莊鄉(xiāng)村,傾斜（傾角30 60）層狀巖體 滑移邊界組合： 橫谷：反傾、緩傾壓性斷層形成底滑面；(1d) 縱谷：層面和斷層構(gòu)成雙滑面，兼縱向切割面平放的三角柱體或尖錐體； 斜谷：穩(wěn)定條件相對(duì)較好，但仍有上述破壞形式存在。 特征： 組合體嵌入地基深處，穩(wěn)定條件相對(duì)較好， 多表現(xiàn)為接觸滑動(dòng)， 當(dāng)裂隙較發(fā)育時(shí)，應(yīng)充分注意

9、追蹤型滑面的淺層滑動(dòng)，,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,陡傾（傾角60）或倒轉(zhuǎn)層狀巖體 構(gòu)造作用強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育，斷層寬度大，產(chǎn)生淺層滑動(dòng)。 滑移邊界組合： 橫谷：與反傾、緩傾壓性斷層構(gòu)成滑動(dòng)面 1）X型扭性斷裂（走向與巖層走向近正交，傾角40 60）形成其滑動(dòng)面（雙滑面）和縱向切割面，層面構(gòu)成橫向切割面；(2a,2b) 2）反傾、緩傾壓性斷層構(gòu)成滑動(dòng)面，層面構(gòu)成橫向切割面，張性斷層、裂隙構(gòu)成縱向切割面；(1a) 縱谷： 層面和反傾向壓性斷層構(gòu)成滑動(dòng)面兼縱向切割面，張性及扭性斷層、裂隙構(gòu)成橫向切割面.(1c,1b) 斜谷：穩(wěn)定條件較好。,第五章 壩基

10、（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,塊狀巖體 巖體完整性較好，結(jié)構(gòu)面陡傾角為主，穩(wěn)定問(wèn)題： 1）接觸滑動(dòng)； 2）與緩傾結(jié)構(gòu)面構(gòu)成不利組合，形態(tài)復(fù)雜。,3.壩基巖體抗滑穩(wěn)定性計(jì)算 （1）技術(shù)難點(diǎn) 滑動(dòng)邊界、尤其是最不利滑裂面的確定。 每一個(gè)具體的滑裂面都對(duì)應(yīng)一個(gè)K值，關(guān)鍵的是Kmin。 滑動(dòng)方向的確定。滑動(dòng)力和抗滑力都是矢量。 滑裂面f、c的確定。 荷載組合的選擇。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,（2）受力條件分析 壩體及滑體自重： 永久設(shè)備重量： 水壓力： 揚(yáng)壓力：很不利、很重要（可抵消壩體重量的30%40%），且難

11、于精確確定 組成：浮托力+滲透壓力 影響因素： 1）水頭差及下游水深； 2）庫(kù)底淤積、入滲條件，下游覆蓋、排水條件； 3）壩基巖體滲透性： 巖溶及結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度、分布、充填、性質(zhì)、連通性； 4）防滲帷幕：深度、材料、工藝、排數(shù)； 5）排水、減壓措施。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,揚(yáng)壓力計(jì)算方法： 1）無(wú)防滲排水（或有，但已失效）時(shí)： 2）設(shè)防滲帷幕或排水孔時(shí)： 實(shí)體重力壩 寬縫重力壩 3）當(dāng)下游水位較高，采用抽排降壓系統(tǒng)時(shí),第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,淤泥壓力：按土壓力計(jì)算，設(shè)計(jì)中可不予考慮；

12、 地震力：設(shè)計(jì)烈度 7度時(shí)考慮 1）水平地震慣性力： 2）地震動(dòng)水壓力：壩上游面直立時(shí)，單位寬度壩段上的總動(dòng)水壓力 W 壩體及滑體重量； KH 水平向地震系數(shù)，取0.1（7度）、 0.2（8度）、 0.4（9度）； CZ 包括地基影響在內(nèi)的綜合影響系數(shù)，取0.25； F 地震慣性系數(shù)，垂向取1.5（壩高150m） 水平取1.1（壩高30m）、 1.3（ 30m 壩高70m）、 1.5（壩高 70m） H1 壩前水深 波浪壓力及冰壓力： 注意：上述荷載并非同時(shí)存在，分為： 基本荷載組合：正常運(yùn)行期間遭遇正常設(shè)計(jì)水位和設(shè)計(jì)洪水時(shí)的各種荷載組合； 特殊荷載組合：校核洪水位、地震、水位驟降等,第五章

13、壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,（3）抗滑力分析 滑動(dòng)面的阻滑作用： 滑動(dòng)面：含軟弱、易膨脹、易溶礦物，空隙多，膠結(jié)差，結(jié)構(gòu)面發(fā)育c、f 低 影響軟弱夾層抗剪強(qiáng)度的因素：成因類型、巖性、構(gòu)造、風(fēng)化綜合作用 顆粒組成： 粘粒含量軟夾分為泥型、泥夾碎屑型、碎屑夾泥型、巖塊碎屑型 礦物成分：含高嶺土、伊利石、蒙脫石抗剪強(qiáng)度逐漸減小 2）含水量、固結(jié)程度 3）夾層上下界面的形態(tài)及錯(cuò)動(dòng)面特征、夾層厚度及充填情況； 4）夾層延展性、連續(xù)性。 側(cè)（縱）向切割面的阻滑作用 往往被作為安全儲(chǔ)備。 被動(dòng)抗力體（尾巖）的阻滑作用 視具體情況，可考慮其阻滑作用。,第五章 壩基（地

14、基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,（4）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算 安全系數(shù)的定義：滑裂面上抗滑力與滑動(dòng)力之比。 計(jì)算方法： 1）塊體極限平衡法。 2）數(shù)值分析法。 3）地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)法。 計(jì)算模式及安全性判別（重力壩）： 1）按抗剪強(qiáng)度（純摩強(qiáng)度）計(jì)算： 基本組合：K1.051.10； 特殊組合：K1.01.05。 2）按抗剪斷強(qiáng)度（剪摩強(qiáng)度）計(jì)算： 基本組合： K3.0； 特殊組合： K2.32.5。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,計(jì)算公式： 1）表、淺層滑動(dòng)： f、c的取值： 表層滑動(dòng)：混凝土與巖體之間； 淺層滑動(dòng)

15、：建基面巖體。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,2）深層滑動(dòng)： 單滑面（純摩）： 傾向下游： 傾向上游：,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,雙滑面： 剩余推力法： 根據(jù)塊體靜力傳遞原理，先假定后滑面K=1.0，算出其剩余推力；在剩余推力作用下，計(jì)算前滑面的K。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,雙滑面： 被動(dòng)抗力法： 先假定前滑面K=1.0，算出其被動(dòng)抗力R；在被動(dòng)抗力作用下，計(jì)算后滑面的K。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑

16、穩(wěn)定分析,雙滑面： 等K法： 假定前、后滑面的K相等，用試算法求解。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,3）說(shuō)明： 被動(dòng)抗力R與水平面的夾角變化于0之間 當(dāng)滑面傾角30，= 0 或。,4.拱壩壩肩巖體穩(wěn)定性分析 壩體所承受荷載的大部分經(jīng)拱的作用傳遞至兩岸壩肩壩肩穩(wěn)定性至關(guān)重要要求壩肩下游支撐拱座的巖體：新鮮、完整、雄厚所以拱壩壩肩的穩(wěn)定性問(wèn)題主要是沿軟弱結(jié)構(gòu)面向下游河床方向的滑動(dòng)問(wèn)題。 （1）常見(jiàn)的滑動(dòng)邊界 底滑面：緩傾的軟弱結(jié)構(gòu)面； 縱向（側(cè)向）切割面：與岸坡近平行的陡傾角結(jié)構(gòu)面； 橫向（后緣）切割面：與岸坡近正交的陡傾角結(jié)構(gòu)面； 臨空面：拱端下游

17、凹岸、河彎岸坡、沖溝、與岸坡近正交的斷層破碎帶和軟弱巖層、風(fēng)化槽等。 （2）常見(jiàn)的不利組合 （3）抗滑穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算方法：塊體極限平衡法、有限元等數(shù)值分析法、實(shí)體比例投影法、模型試驗(yàn)。 受力分析：正確確定滑動(dòng)邊界條件受力分析受力分解（平行和垂直滑面）建立平衡條件計(jì)算抗滑力和滑動(dòng)力。 計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù),第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,計(jì)算步驟： 設(shè)作用于F1、F2面上的法向反力為R1、R2 ，沿棱線下滑反力為S 將R1、R2 、S沿x、y、z軸分解，由平衡條件x=0， y=0， z=0 求解R1、R2 、S 進(jìn)一步求解Kc,5. 巖體及軟弱夾層抗剪強(qiáng)

18、度指標(biāo)的確定 (1)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的方法 試驗(yàn)法（含室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)）： 試驗(yàn)指標(biāo) 建議指標(biāo) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 由試驗(yàn)成果 根據(jù)工程地質(zhì)條件、 根據(jù)工程特點(diǎn)、受力條件、 分析整理得 試驗(yàn)條件、工程要求 重要性等，對(duì)建議值作調(diào)整。 綜合考慮。 抗剪強(qiáng)度取值： 比例極限 屈服值 峰 值 流變值 長(zhǎng)期強(qiáng)度 、 殘余強(qiáng)度 堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬 軟巖、軟弱夾 堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖 大型工程將其 峰值強(qiáng) 巖的取值標(biāo)準(zhǔn) 層的取值標(biāo)準(zhǔn) 取0.5的折扣； 取為長(zhǎng)期強(qiáng)度 度的0.8 軟巖、軟弱夾層 （軟夾、斷裂帶） 取0.60.8的折扣 C值的分散性大，多按試驗(yàn)值的20%選用。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖

19、體的抗滑穩(wěn)定分析,類比法 經(jīng)驗(yàn)法 規(guī)劃和可研階段可結(jié)合地質(zhì)條件采用經(jīng)驗(yàn)法確定 初設(shè)和技施設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)確定 對(duì)于多種介質(zhì)： 1）有面積加權(quán)和應(yīng)力加權(quán)2種方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)； 2）當(dāng)軟弱夾層（巖層）面積占60%時(shí)，應(yīng)完全按軟弱夾層考慮抗剪指標(biāo)。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,（2）巖體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定 確定巖體抗剪強(qiáng)度的技術(shù)路線： 工程地質(zhì)條件調(diào)查室內(nèi)試驗(yàn) 巖體結(jié)構(gòu)、巖體質(zhì)量分層、分區(qū) 各區(qū)巖體質(zhì)量的確定（可輔以聲波、點(diǎn)荷載等輕型原位試驗(yàn)） 根據(jù)各層、各區(qū)的質(zhì)量類別查表確定力學(xué)參數(shù)； 選擇典型的、重要的區(qū)段進(jìn)行原位現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 分層、分區(qū)

20、確定地質(zhì)建議值,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50487-2008）的有關(guān)建議值 巖體 砼/巖接觸面抗剪斷強(qiáng)度 巖體抗剪斷強(qiáng)度 變形模量 分類 f c （MPa） f c （MPa） E（GPa） 1.5 f 1.3 1.5 c 1.3 1.6 f 1.4 2.5 c 2.0 20.0 1.3 f 1.1 1.3 c 1.1 1.4 f 1.2 2.0 c 1.5 20.0 E 10.0 1.1 f 0.9 1.1 c 0.7 1.2 f 0.8 1.5 c 0.7 10.0 E 5.0 0.9 f 0.7 0.7 c 0.3 0.8 f 0.55 0.7 c 0.3 5.0 E 2.

21、0 0.7 f 0.4 0.3 c 0.05 0.55 f 0.4 0.3 c 0.05 2.0 E 0.2,（3）軟弱夾層、泥化夾層抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的確定 技術(shù)路線： 工程地質(zhì)調(diào)查室內(nèi)試驗(yàn)（尤其顆分試驗(yàn)）確定夾層類型查表確定f、c值； 選擇最重要的、最差的部位進(jìn)行原位抗剪試驗(yàn)。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50487-2008）的有關(guān)建議值,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.3 壩基巖體的抗滑穩(wěn)定分析,5.4 壩基巖體質(zhì)量分類 是繼地下洞室圍巖分類之后，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的新研究課題。 1988年6月召開(kāi)壩基巖體質(zhì)量分類及參數(shù)選擇學(xué)術(shù)討論會(huì)。 分類的目的： 指導(dǎo)巖體力

22、學(xué)試驗(yàn)； 提供巖體力學(xué)參數(shù)，確定建基面和處理措施； 配合進(jìn)行巖體穩(wěn)定性分析。 分類的原則： 宏觀綜合性： 以宏觀地質(zhì)調(diào)查和定性分析為基礎(chǔ) 考慮強(qiáng)度特性、變形特性、水理特性和不良地質(zhì)因素； 準(zhǔn)確性和客觀性：定量與定性相結(jié)合，輔以必要的定量參數(shù)； 簡(jiǎn)便適用性：一般按五分法或六分法； 針對(duì)性：側(cè)重考慮壩型。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基巖體質(zhì)量分類,工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB50218-94） BQ分類法：是各類工程巖體質(zhì)量分類的基礎(chǔ) 根據(jù)巖石堅(jiān)硬度和完整性程度劃分 并考慮地下水、軟弱結(jié)構(gòu)面、地應(yīng)力狀態(tài)修正 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50487-2008） 壩基巖體工程

23、地質(zhì)分類： 首先按巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度分為三大類： A：堅(jiān)硬巖(從60MPa) B：中硬巖(從6030MPa) C：軟質(zhì)巖(從30MPa) 然后根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)、巖體完整性、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度及其組合情況、巖體和結(jié)構(gòu)面的抗滑、抗變形能力把巖體分為五類。 本分類主要用于評(píng)價(jià)壩基巖體的變形和抗滑性能。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基巖體質(zhì)量分類,水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范，共分5類： I類：由堅(jiān)硬巖組成，巖體完整、強(qiáng)度高、抗滑、抗變形性能強(qiáng)，不需專門地基處理，屬優(yōu)良的高混凝土壩地基； II類：由堅(jiān)硬巖組成的AII類和中硬巖組成的BII類， AII類巖體較完整，強(qiáng)度高，軟弱面不控制

24、巖體穩(wěn)定， BII類巖體結(jié)構(gòu)特征基本同AII類，兩者均為抗滑、抗變形性能較強(qiáng)的巖體，地基處理的工作量不大，屬良好的高混凝土壩地基； III類： AIII類抗滑、抗變形性能在一定程度上受結(jié)構(gòu)面控制，需經(jīng)專門處理后方能作為高混凝土壩地基; BIII類抗滑、抗變形性能受結(jié)構(gòu)面和巖石強(qiáng)度控制， CIII類受巖體強(qiáng)度控制，兩者能否作為高混凝土壩地基，需視承載力與強(qiáng)度論證面定； IV類： AIV、BIV類抗滑、抗變形性能明顯受結(jié)構(gòu)面控制，能否作為高混凝土壩地基，視處理效果而定； CIV類強(qiáng)度低，不宜作為高混凝土壩地基，即使局部利用，也需作專門處理， V類：散體結(jié)構(gòu)，均不能作為高混凝土壩地基。,第五章 壩基

25、（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基巖體質(zhì)量分類,5.5 滲透變形及其穩(wěn)定性分析 1. 壩區(qū)滲漏條件分析 （1）巖土體滲透性分級(jí),第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究,（2）滲漏通道分析 1）透水層： 第四紀(jì)的砂層、砂礫石層：密實(shí)度、顆粒級(jí)配、粘粒含量、分選性、地層結(jié)構(gòu)和顆粒形狀，這些因素與成因及年代有關(guān)。 重點(diǎn)部位：古河道、階地砂、卵、礫石層，坡麓地帶的巖堆、坡積物 年代新、膠結(jié)不良的砂巖、礫巖層 裂隙發(fā)育的脆性巖層 具有氣孔構(gòu)造的裂隙化噴出巖：玄武巖等噴出巖,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,2）透水帶： 斷層破碎帶：透水性及

26、滲漏量與年代、規(guī)模、性質(zhì)、產(chǎn)狀及母巖有關(guān)，它們決定了：透水帶的寬度、斷層巖的性質(zhì)、充填及膠結(jié)情況、入滲及排泄條件、密實(shí)度。 總體規(guī)律及特征： 具有很強(qiáng)分帶性，與規(guī)模、性質(zhì)、產(chǎn)狀和年代的關(guān)系密切； K碎塊巖 K壓碎巖 K角礫巖 K片狀巖、K糜棱巖、 K斷層泥； K張性 K扭性 K壓性； K上盤 K下盤； 具有很強(qiáng)的方向性，垂直斷層走向隔水、平行斷層走向透水。 裂隙密集帶：透水性及滲漏量與裂隙性質(zhì)、母巖性質(zhì)、充填及膠結(jié)情況、密集帶寬度及卸荷作用密切相關(guān)。 槽狀風(fēng)化帶。 3）巖溶管道：第八章內(nèi)容。 總體特征：具有很強(qiáng)的不均勻性、嚴(yán)重、欠規(guī)律、邊界條件復(fù)雜。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研

27、究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,（3）滲漏通道的連通性 1）第四紀(jì)松散地層：主要取決于地層結(jié)構(gòu)特征和地貌發(fā)育情況 山區(qū)中上游：河床相粗顆粒形成主要的壩基滲漏通道，以管涌為主 中下游：河床覆蓋層呈多層結(jié)構(gòu) 雙層結(jié)構(gòu)形成天然鋪蓋， 多層時(shí)隔水層的厚度、延伸情況、完整性影響聯(lián)通性 平原中下游：多薄層細(xì)粒結(jié)構(gòu)，壩基滲漏和繞壩滲漏都很嚴(yán)重 2）基巖透水層、透水帶、巖溶通道：情況復(fù)雜 受巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、覆蓋層等因素控制 地形地貌和覆蓋層特征在宏觀上控制地下水補(bǔ)、徑、排 巖性和結(jié)構(gòu)面特征起主導(dǎo)作用,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,2. 壩區(qū)滲漏

28、量的計(jì)算 在“地下水動(dòng)力學(xué)”課程中有詳細(xì)介紹。 難點(diǎn)： 1）第四紀(jì)松散地層：相對(duì)簡(jiǎn)單，分單層和多層結(jié)構(gòu)，有防滲措施時(shí)，復(fù)雜； 2）基巖：復(fù)雜。滲透系數(shù)和邊界條件都很難確定。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,3.滲透穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 滲漏的不良后果： 1）庫(kù)水損失； 2）產(chǎn)生揚(yáng)壓力，尤其是其中的滲透壓力； 3）產(chǎn)生滲透變形。 （1）滲透變形的類型 1）滲透變形的涵義 是指土體或巖體在滲透水流作用下，其顆粒發(fā)生移動(dòng)或被帶出、顆粒的成分及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象。 必要的說(shuō)明： 既可產(chǎn)生于土體，也可產(chǎn)生于巖體（破碎帶、軟弱和泥化夾層、全強(qiáng)風(fēng)化帶）； 既有化學(xué)溶蝕（

29、溶解、陽(yáng)離子交換），也有機(jī)械潛蝕（顆粒移動(dòng)、結(jié)構(gòu)破壞）； 壩基、堤基、基坑、邊坡、圍巖中均可發(fā)生。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,2）滲透變形的類型 管涌：是指砂土等無(wú)粘性土中的細(xì)顆粒或可溶成分在滲透水流作用下沿粗顆粒間的孔隙通道發(fā)生移動(dòng)或被帶出的現(xiàn)象。 流土：是指在滲透水流逸出處，當(dāng)滲透動(dòng)水壓力超過(guò)土體自重時(shí)，土體產(chǎn)生翻砂冒水、隆起或整體抬動(dòng)的現(xiàn)象。 接觸沖刷：當(dāng)滲流方向平行于兩種滲透系數(shù)不同的土層接觸面或建筑物（含基礎(chǔ)）與地基的接觸面時(shí)，沿接觸面帶走細(xì)顆粒的現(xiàn)象。 接觸流失：在層次分明、滲透系數(shù)相差懸殊的土層中，當(dāng)滲流垂直于層面，將滲透系數(shù)

30、小的土層中的細(xì)顆粒帶到滲透系數(shù)大的土層中的現(xiàn)象。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,發(fā)生于砂土中，所有顆粒同時(shí)處于懸浮狀態(tài)，而管涌只在小泉眼處出現(xiàn)細(xì)顆粒的跳動(dòng)。,發(fā)生于粘性土、粉土及互層狀土體,管涌與流土的區(qū)別： 管涌只發(fā)生在砂性土中， 流土在砂、粘性土中均可發(fā)生； 流土只發(fā)生在滲透水流上升區(qū)（逸出處）， 管涌在滲水逸出處、入滲處和滲流區(qū)均可發(fā)生； 管涌土體較松散，顆粒大小不一，且粘結(jié)力弱， 流土體較密實(shí)，顆粒大小均一，且具一定粘結(jié)力,（2）滲透變形產(chǎn)生的條件 滲透穩(wěn)定性取決于滲透力（與水力坡降和滲透速度有關(guān)）和抗?jié)B強(qiáng)度（土體對(duì)滲透水流的阻抗能力，

31、與顆粒組成、排列方式、固結(jié)程度、膠結(jié)狀況以及透水性有關(guān)）。 1）水動(dòng)力條件 臨界水力比降： 流土型： 管涌型： 或 Gs：土的顆粒密度與水的密度之比； n：土的孔隙率（%）； k：土的滲透系數(shù)，由試驗(yàn)測(cè)定，或 d3、 d5 、 d10 、 d20 、 d60：分別為占總土重3%、 5%、 10%、 20%、 60%的土粒粒徑（mm）； Cu：土的不均勻系數(shù)：,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,亦可用于過(guò)渡型,無(wú)粘性土允許水力坡降： 2 流土：是土體整體破壞，危害大 安全系數(shù)K= 2.5 流土（特別重要的工程） 1.5 管涌：比降是土粒在孔隙中開(kāi)始移

32、動(dòng)并被帶走時(shí)的比降， 在此比降下，土體還有一定的承受水力比降的潛力 無(wú)粘性土的Jc允可用經(jīng)驗(yàn)值（水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50287-99）,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,2）土的顆粒成分和結(jié)構(gòu)特征 粗、細(xì)顆粒粒徑比 移動(dòng)的條件： 細(xì)顆粒粒徑粗顆?？紫吨睆剑?均勻球形顆粒呈立方體排列時(shí)： 粗粒土直徑與孔隙直徑之比：D/d0=2.46.4（疏松緊密排列） 考慮顆粒形狀和結(jié)合水膜的影響時(shí)： 易于產(chǎn)生滲透變形的最優(yōu)比值：d0/d8，亦即D/d20，d為細(xì)粒土直徑 土的組成不同： 顆粒級(jí)配曲線的陡緩不同滲透變形的類型不同 細(xì)粒含量： 較多粗大顆粒構(gòu)

33、成骨架，易于產(chǎn)生潛蝕； 細(xì)粒含量較多時(shí)（ 2030%），孔隙大小取決于細(xì)顆粒，它既決定是否發(fā)生滲透變形，也決定其類型。 其它：粘粒含量、固結(jié)度、土層結(jié)構(gòu)等 3）滲流出口條件 取決于排水條件、壓重、反濾層,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,（3）滲透變形類型的判別 土的滲透變形的判別應(yīng)包含： 滲透變形類型的判別； 流土和管涌的臨界水力比降的確定； 土的允許水力比降的確定。 1）流土和管涌的判別 根據(jù)土的細(xì)粒含量判別： 土體中細(xì)顆粒含量： 流土： 管涌： 式中：Pc土體中粒徑小于df的細(xì)顆粒含量實(shí)際值， 以質(zhì)量百分比計(jì)（%）； n土的孔隙率（%）。,第

34、五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,df為粗細(xì)粒區(qū)分粒徑（mm，也稱幾何平均粒徑）的確定： 連續(xù)級(jí)配的土： d10、d70 ：小于該粒徑的含量分別占總土重10%和70%的顆粒粒徑（mm） 不連續(xù)級(jí)配的土： 級(jí)配曲線中至少有一個(gè)以上的粒徑級(jí)的顆粒含量3%的平緩段，粗細(xì)粒的區(qū)分粒徑df以平緩段粒徑級(jí)的最大和最小粒徑的平均粒徑區(qū)分，或以最小粒徑為區(qū)分粒徑，相應(yīng)于此粒徑的含量為細(xì)粒含量。,另：對(duì)于不均勻系數(shù)Cu（ ）5的不連續(xù)級(jí)配的土 流土：Pc 35%； 過(guò)渡型（取決于土的密度、級(jí)配和形狀）：25%Pc 35% 管涌： Pc 25%.,第五章 壩基（地基）穩(wěn)

35、定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,2）接觸沖刷的判別 對(duì)于雙層結(jié)構(gòu)的地基，當(dāng)滿足下列條件時(shí)，不會(huì)發(fā)生接觸沖刷： 各土層的Cu10，且 D10、d10：分別為較粗和較細(xì)一層土的顆粒粒徑（mm），小于該粒徑的土重占總土重的10%。 3）接觸流失的判別 對(duì)于滲流向上的情況，當(dāng)滿足下列條件時(shí)，不會(huì)發(fā)生接觸流失： Cu5的土層： 5Cu10的土層： D15、D20：分別為較粗一層土的顆粒粒徑（mm），小于該粒徑的土重占總土重的15%和20%。 d70、d85：分別為較細(xì)一層土的顆粒粒徑（mm），小于該粒徑的土重占總土重的70%和85%。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研

36、究 5.4 壩區(qū)滲漏與滲透穩(wěn)定性分析,5.4 壩基處理 目的： 提高壩基巖體的剛度、強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗滑穩(wěn)定性 以滿足大壩對(duì)壩基承載力、沉降和不均勻沉降、抗滑穩(wěn)定性、滲漏和滲透穩(wěn)定性的要求 方法： 因地而異，綜合應(yīng)用,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究,（1）清基：普遍采用 巖基： 土體壩基： 挖除：低強(qiáng)度、高壓縮性軟土、泥炭土、濕陷性黃土、淤泥 清除：草皮、樹(shù)根、含植物表土、蠻石、垃圾等 查清并處理：陷穴、巢穴、窯洞、礦洞、墓穴等 混凝土面板堆石壩壩基：弱風(fēng)化或混凝土底座上 方法：人工撬挖、風(fēng)鎬、鉆爆 應(yīng)注意爆破對(duì)建基面的影響以及易風(fēng)化巖的保護(hù) 建基面的形狀： 鋸齒狀，略向上游傾斜或

37、向下游抬高的斜坡 或臺(tái)階狀，但高差不宜過(guò)大,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,拱壩： 高壩：微風(fēng)化、新鮮巖體； 中壩：弱風(fēng)化下部巖體； 低壩：弱風(fēng)化上部巖體,混凝土壩： 高壩：微風(fēng)化、弱下頂部； 中壩：弱風(fēng)化中、下部巖體； 低壩：弱風(fēng)化上部巖體,（2）加固 灌漿處理：普遍采用 作用： 提高壩基的整體性、彈性模量增強(qiáng)承載力 降低透水性減少滲漏量、防止?jié)B透變形 類型： 按材料分： 水泥灌漿 粘土灌漿 化學(xué)灌漿 按作用分： 固結(jié)灌漿：按平面布置，利用鉆孔進(jìn)行低壓淺層灌漿 帷幕灌漿：按剖面布置，利用鉆孔進(jìn)行高壓深層灌漿 接觸灌漿：按平面布置，利用預(yù)埋鉆孔進(jìn)行高壓淺層灌漿,

38、第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,固結(jié)灌漿 1）方案設(shè)計(jì)： 根據(jù)巖體破碎情況、壩型和壩基應(yīng)力等確定 2）灌漿孔的布置： 大面積灌漿，重點(diǎn)地段加強(qiáng) 按梅花型、六角形或方格狀布置 按序次逐漸加密（孔距從10m 20m開(kāi)始，最終孔距為2m 4m） 孔深一般為5m 15m，高壩可大于20m 灌漿壓力為0.2MPa 20MPa 一般為垂直孔，但斷層破碎帶、裂隙密集帶、軟弱夾層等應(yīng)按產(chǎn)狀布置斜孔 接觸灌漿 1）目的：提高壩體與壩基的膠結(jié)強(qiáng)度 2）方法： 在壩體澆筑至一定高程（形成有效壓重）后，在預(yù)埋的管、孔中進(jìn)行灌漿 大面積布置，采用高壓灌漿，與固結(jié)灌漿合二為一,第五章 壩基

39、（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,錨固： 錨桿（系統(tǒng)錨桿）、預(yù)應(yīng)力錨桿（錨索）、大直徑砼管樁,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,斷層破碎帶和軟弱夾層的處理 陡傾、出露窄的：砼塞、砼拱、砼梁、砼墊層； 緩傾、出露寬的：抗滑（滲、沉）砼塞（鍵）、砼齒墻、大直徑砼樁,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,（3）防滲和排水 帷幕灌漿 1）方案設(shè)計(jì)： 以巖體透水性分帶為依據(jù)，根據(jù)水文地質(zhì)條件、防滲要求由灌漿試驗(yàn)確定灌漿孔深度、厚度、孔距、排距及灌漿壓力、材料、水灰比等。 混凝土壩防滲要求： 高壩：q1Lu； 中壩：q=13Lu；

40、低壩：q=35Lu 2）灌漿孔的布置： 按剖面布置，在靠上游面的地基中，平行壩軸線布置1排或幾排灌漿孔； 按梅花型、六角形或方格狀布置； 按序次逐漸加密，最終孔距一般為1.5m4.0m，排距略小于孔距； 一排帷幕的厚度約為0.70.8倍的孔距，高壩一般設(shè)2排以上帷幕，中低壩設(shè)12排； 灌漿孔深?。?.30.7）倍的壩高，但要求深入相對(duì)不透水層內(nèi)3m5m； 灌漿壓力取（13）倍的水頭； 帷幕長(zhǎng)度與兩岸不透水層或蓄水前天然地下水位相交。,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,防滲墻和鋪蓋 主要用于覆蓋層地基，防滲墻設(shè)于心墻、斜墻或鋪蓋之下； 防滲墻可采用接地式，也可采用懸

41、掛式，可采用剛性墻，也可采用柔性墻； 當(dāng)砂礫石層不厚時(shí)，可采用開(kāi)挖梯形槽回填粘土成為截滲墻； 當(dāng)透水層較厚或壩高較大時(shí)，宜采用防滲墻： 地下連續(xù)墻（剛性砼墻或柔性粘土墻）、定噴板墻、板樁墻、排樁墻 當(dāng)透水層很厚，且為高壩時(shí)，宜采用：懸掛式截滲墻+粘土鋪蓋。 排水減壓反濾壓重措施 目的：減小揚(yáng)壓力、防止?jié)B透變形,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4 壩基處理,（4）改變建筑物結(jié)構(gòu)形式以適應(yīng)壩基的地質(zhì)條件 改變壩型 加大斷面 擴(kuò)大基礎(chǔ) 設(shè)支撐墻 增加壓重 壩肩加設(shè)重力墩 加深齒墻 預(yù)留沉降縫 降低壩高 移動(dòng)壩軸線 壩軸線拐彎等,第五章 壩基（地基）穩(wěn)定性問(wèn)題的工程地質(zhì)研究 5.4

42、壩基處理,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究,邊坡工程地質(zhì)研究的目的： 通過(guò)勘察、分析、計(jì)算，評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性； 為設(shè)計(jì)合理的工程邊坡和制定有效的邊坡防治措施提供地質(zhì)依據(jù),6.1 邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的特點(diǎn) 1）自然界普遍存在、工程中大量遇到 包括： 自然邊坡：山坡、谷坡、岸坡 人工邊坡：基坑邊坡、壩肩邊坡、隧洞進(jìn)出口邊坡、堤坡、礦山邊坡、土石壩壩面邊坡、船閘邊坡、渠坡等 2）變形破壞形式多樣、機(jī)理差別大 形式不同、機(jī)理不同，則評(píng)價(jià)方法、處理措施不同；,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究,3）在時(shí)間、空間分布上具有集中性和隨機(jī)性 時(shí)間上，一次大暴雨、大地震往往造成大量的邊坡穩(wěn)定問(wèn)題， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，滑坡在

43、地質(zhì)災(zāi)害中所占比例最大可達(dá)51。其主要誘發(fā)原因是暴雨，暴雨誘發(fā)的滑坡占滑坡總數(shù)的90（魏麗，2005）。 5.12.汶川地震：崩塌滑坡產(chǎn)生13個(gè)堰塞湖，213國(guó)道大面積山體滑坡堵塞交通 2004年9月3日至6日，宣漢縣普降暴雨、大暴雨、特大暴雨。由于這場(chǎng)暴雨覆蓋面寬，強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，95%以上的降雨形成地表涇流，導(dǎo)致山洪暴發(fā)，全縣發(fā)生大小滑坡2000多處，造成22人死亡、3人失蹤，200余人受傷。 如81年7月，四川暴雨，全省90個(gè)縣州產(chǎn)生6萬(wàn)多處滑坡，規(guī)模大的有47000多處。同年8月，陜西暴雨，產(chǎn)生1萬(wàn)多處滑坡，規(guī)模大的有1005處。 4）分布廣、穩(wěn)定問(wèn)題突出 高、矮邊坡都可能存在穩(wěn)定

44、問(wèn)題； 土坡、巖坡都可能存在穩(wěn)定問(wèn)題； 陡坡、緩坡都可能存在穩(wěn)定問(wèn)題; 如四川云陽(yáng)雞扒子滑坡（82.7.1618，暴雨，18日滑動(dòng)，1500萬(wàn)m3）坡度僅10 30 陡傾、緩傾邊坡都可能存在穩(wěn)定問(wèn)題，如黃河小浪底1#滑坡滑面傾角20； 順傾邊坡、反傾邊坡也都可能存在穩(wěn)定問(wèn)題，如黃河小浪底隧洞進(jìn)出口邊坡為反傾。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.1 邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的特點(diǎn),5）危害大 規(guī)模大 如瓦依昂（55年動(dòng)工，60年9月建成）滑坡（63.10.9，10：37，滑速28m/s）的體積近3億m3； 滑距長(zhǎng)、影響范圍大 如甘肅灑勒山（蘭州西南60km，東鄉(xiāng)縣，果園公社宋羅大隊(duì)）滑坡（6000萬(wàn)m3

45、）滑距1500m，堆積物覆蓋面積1km2，厚度150m； 次生災(zāi)害大：二級(jí)庫(kù)、涌浪 瓦依昂滑坡涌浪超過(guò)260m，約1400萬(wàn)m3的庫(kù)水漫過(guò)壩頂； 滑體性質(zhì)差：松散架空、二（多）次復(fù)活 如新灘滑坡（西陵峽上段，兵書(shū)寶劍峽出口的北岸，三峽報(bào)告中叫姜家坡滑坡，85.6.12，凌晨發(fā)生，2000萬(wàn)m3）就屬二次復(fù)活； 難預(yù)報(bào)、往往具有突發(fā)性，尤其是崩塌 如湖北遠(yuǎn)安縣鹽池河磷礦大山崩（80.6.3凌晨，150m高，約100萬(wàn)m3的山體突然崩落）。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.1 邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的特點(diǎn),6.2 邊坡的應(yīng)力分布特征 破壞機(jī)理： 侵蝕下切、人工開(kāi)挖等： 邊坡逐漸形成、高陡； 穩(wěn)定邊界條

46、件逐漸變化； 地應(yīng)力的大小和方向不斷調(diào)整、變化； 邊坡巖體產(chǎn)生相應(yīng)變形 由量變到質(zhì)變，條件具備時(shí)產(chǎn)生破壞。 分析研究方法：光彈試驗(yàn)、有限元等數(shù)值分析。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究,（1）邊坡應(yīng)力分布的一般特征 坡面附近主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，愈靠近臨空面，最大主應(yīng)力愈接近平行臨空面，最小主應(yīng)力則與之近于直交； 在坡頂及后緣常出現(xiàn)拉應(yīng)力，坡腳和河谷底部形成壓應(yīng)力集中帶； 從坡面向深部出現(xiàn)應(yīng)力分帶現(xiàn)象，在坡面淺層形成平行坡面的張裂隙和與坡面大角度相交的剪裂隙。 （2）影響邊坡巖體應(yīng)力分布的主要因素 地應(yīng)力的影響； 坡形的影響：坡高、坡度； 巖性和巖體結(jié)構(gòu)。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究

47、6.2 邊坡的應(yīng)力分布特征,6.3 邊坡變形破壞的基本類型 邊坡變形：邊坡無(wú)顯著剪切位移或滾動(dòng)，不致引起整體失穩(wěn)。 形式：松弛張裂、傾倒變形、蠕變等 邊坡破壞：坡體以一定的速度出現(xiàn)較大位移，巖體產(chǎn)生整體滑動(dòng)、滾動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)。 形式：崩塌、滑坡,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究,（1）松弛張裂 普遍存在，帶寬可達(dá)幾米幾十米， 不良影響：透水性增大、剛度和強(qiáng)度降低 1）機(jī)理： 侵蝕下切、人工開(kāi)挖 形成臨空面（自由面），側(cè)向約束（或側(cè)向應(yīng)力）削弱， 邊坡巖體產(chǎn)生卸荷回彈 由表及里差異回彈，形成平行坡面的張裂隙（常追蹤高角度結(jié)構(gòu)面） 由上而下差異回彈，形成與坡面大角度相交的剪裂隙（常追蹤緩傾角結(jié)構(gòu)面） 2

48、）影響因素：巖性、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力場(chǎng)、邊坡形態(tài)。 3）研究目的：建基面的確定、處理深度的確定、查清演變規(guī)律。 4）研究?jī)?nèi)容：卸荷分帶、破壞形式、卸荷帶的工程性質(zhì)。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究,（2）蠕變 1）描述:是指邊坡巖土體在自重等恒定應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的一種長(zhǎng)期緩慢的變形。 巖體的流變性包括: 蠕變：應(yīng)力不變，變形隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸增加 松弛：應(yīng)變不變，應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而有所減小的性狀 粘滯性：土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系隨變形速率的變化而改變的性狀 長(zhǎng)期強(qiáng)度：土的強(qiáng)度隨時(shí)間增長(zhǎng)而有所減小的性狀,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6

49、.3 邊坡變形破壞的基本類型,2）形式： 淺層蠕變： 主要產(chǎn)生于薄層狀巖體: 互層狀緩傾順向坡（邊坡、巖層傾角接近）:表現(xiàn)為撓曲型蠕變（揉皺彎曲或潰屈）,下部巖層隆起，層面拉裂脫開(kāi)； 互層狀陡傾順向坡:表現(xiàn)為傾倒型蠕變； 陡傾反向坡:表現(xiàn)為屈曲型蠕變（點(diǎn)頭哈腰的傾倒蠕變）。 例： 龍灘左岸屈曲型蠕變，約250萬(wàn)m3，厚4050m，反傾的T砂巖、灰?guī)r、頁(yè)巖軟、硬互層巖體；,深層蠕變：主要沿深部軟弱夾層 邊坡中下部、底部分布有緩傾軟弱夾層 產(chǎn)生向臨空方向蠕動(dòng)、擠出，由里及表厚度變薄 上部硬巖層產(chǎn)生不均勻沉降產(chǎn)生張、剪裂隙 崩塌、滑坡 圖6-13：夾有軟弱夾層的硬巖 圖6-14：四川隆昌：下層J-N

50、紅層，上層沙礫巖 圖6-15：烏江渡黃崖邊坡：不穩(wěn)定體體積300萬(wàn)m3，邊坡高200300m，P巨厚層陽(yáng)新灰?guī)r，底部薄層灰?guī)r夾頁(yè)巖、泥巖及煤層，裂隙寬0.52m，最寬8m，長(zhǎng)65220m，下切75200m。三峽鏈子崖與之類似。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,（3）傾倒變形 1）描述：是指邊坡中的巖塊向外側(cè)臨空方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。 演變：彎曲、張裂、滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)松動(dòng)、架空滑坡、崩塌 2）成因機(jī)制： 地震；差異卸荷、差異蠕滑 3）常見(jiàn)類型： 塑性薄層巖層；反傾的軟硬相間巖層；陡傾的順層脆性巖層； 4）影響因素： 巖層產(chǎn)狀、軟硬巖互層特征、巖塊寬高比、河谷下切速度、

51、裂隙切割程度,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,（4）崩塌 1）描述：是指高陡斜坡上的不穩(wěn)定巖體或大塊石，在重力作用下突然而猛烈地向下崩落、翻滾的現(xiàn)象。 例：湖北遠(yuǎn)安縣鹽池河磷礦大山崩，約100萬(wàn)m3的山體（高150m）于80.6.3.凌晨突然崩落， 河床堆積物厚40m，谷坡高差400m，三面臨空，地層為陡山陀組含磷巖系及燈影組白云巖，地層傾角15單斜構(gòu)造。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,山崩 墜石 ,2）形成條件： 地形條件：陡崖：高30m，坡度55； 地層條件：堅(jiān)硬、塊狀、厚層、巨厚層結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀緩傾或陡傾； 構(gòu)造條件：裂隙

52、較發(fā)育，產(chǎn)狀陡傾或緩傾； 觸發(fā)因素：地震、爆破振動(dòng)、暴雨、下部掏空。,（5）滑坡 1）描述：是指斜坡上的一部分巖體失去穩(wěn)定，在重力和工程荷載作用下沿滑動(dòng)面向下作整體滑動(dòng)的現(xiàn)象。 2）特征： 整體滑動(dòng)，不易發(fā)現(xiàn)； 具有明顯的破壞邊界； 有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)育過(guò)程； 老滑坡可復(fù)活； 分布廣、危害大。 3）形態(tài)要素：滑體、滑面、滑帶、滑床、滑壁、滑舌、滑坡臺(tái)階、滑坡裂隙、滑向、封閉洼地等。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,4）老滑坡的野外識(shí)別： 地貌特征： 地層、構(gòu)造條件相似時(shí)，地貌具有上下陡、中部緩的特點(diǎn)， 岸坡局部異常突出； 具有圈椅形地貌（滑坡周界）、滑坡后壁、滑坡

53、舌、滑坡臺(tái)階特征； 馬刀樹(shù)、醉漢林； 同級(jí)階地高程局部降低：左右岸對(duì)比、上下游對(duì)比； 地表塌陷； 凹岸突出、岸邊大孤石 雙溝同源。 地層分布及產(chǎn)狀異常： 局部分布高程偏低、局部產(chǎn)狀異常 具有滑面及滑帶。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,5）滑坡的分類 目的： 深入認(rèn)識(shí)、概括：滑坡的形成條件、控穩(wěn)因素、形態(tài)特征； 深入認(rèn)識(shí)滑坡的工程地質(zhì)特征和發(fā)生發(fā)展規(guī)律，確定正確的評(píng)價(jià)方法； 正確預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)； 正確制定預(yù)防和加固方案。 按滑面與層面的關(guān)系分類： 均質(zhì)滑坡：發(fā)生于土體和塊狀風(fēng)化巖，滑面受應(yīng)力狀態(tài)和抗剪強(qiáng)度控制，為圓弧滑面； 順層滑坡：沿層面（含不整合面）、片理面

54、產(chǎn)生的滑動(dòng)，滑面為平面、波狀、臺(tái)階狀； 切層滑坡：滑面切穿層面、片理面，發(fā)生于緩傾地層、反向坡，一般為圓弧滑面。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的基本類型,按滑動(dòng)力學(xué)特征分類： 推動(dòng)式滑坡：上部不穩(wěn)（后緣切割面發(fā)育、靜水壓力）或頂部壓重增加，推動(dòng)下部滑動(dòng)； 牽引式滑坡：下部失穩(wěn)（坡腳人工開(kāi)挖或被掏蝕）使上部失去支撐，而產(chǎn)生整體滑動(dòng)； 平移式滑坡：整體滑動(dòng) 按巖土類型分類： 巖質(zhì)滑坡、粘土滑坡、黃土滑坡、堆積層滑坡。 按厚度分類： 淺層滑坡（5m） 中層滑坡（520m） 深層滑坡（2050m） 超深層滑坡（50m）,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.3 邊坡變形破壞的

55、基本類型,6.4 影響邊坡穩(wěn)定性的因素 （1）地形地貌 坡高、坡度、坡頂形態(tài)（入滲補(bǔ)給條件）、臨空條件（滑出約束、排水條件）、沖溝切割（側(cè)向切割面、排水條件）。 （2）地層巖性 決定： 邊坡變形破壞形式： 易滑地層：海相粘土、裂隙粘土；紅色泥頁(yè)巖、含煤、泥質(zhì)變質(zhì)巖層； 黃土濕陷后表現(xiàn)為崩塌性滑坡； 泥頁(yè)巖、片巖、板巖、千枚巖常見(jiàn)蠕變、傾倒； 塊狀、巨厚層狀巖體以崩塌為主；層狀巖體屬易滑地層。 穩(wěn)定性： 軟弱結(jié)構(gòu)面、軟弱巖層的力學(xué)性質(zhì)，泥化夾層的物質(zhì)基礎(chǔ),第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究,（3）地質(zhì)構(gòu)造及巖體結(jié)構(gòu) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)，巖體結(jié)構(gòu)完整性差，邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題突出 構(gòu)造破壞是軟弱夾層、泥化夾

56、層形成的主導(dǎo)因素； 斷層裂隙提供縱、橫切割面； 裂隙化作用為地下水和風(fēng)化作用提供了必要條件； 地層產(chǎn)狀決定了邊坡的結(jié)構(gòu)類型; 塊狀、巨厚層狀巖體以崩塌為主；層狀巖體屬易滑地層。 （4）邊坡結(jié)構(gòu)類型 順向坡：穩(wěn)定問(wèn)題突出，層面等軟弱結(jié)構(gòu)面構(gòu)成底滑面，K緩傾K陡傾； 反向坡：切層滑坡，穩(wěn)定性比順向坡好； 斜向坡：視與沖溝的組合情況。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.4 影響邊坡穩(wěn)定性的因素,（5）水的作用 產(chǎn)生動(dòng)、靜水壓力，浮托力； 浸泡、軟化、泥化、使邊坡巖土體的抗剪強(qiáng)度大為降低； 地表水沖刷、地下水溶解、潛蝕破壞邊坡穩(wěn)定條件 評(píng)價(jià)內(nèi)容：入滲補(bǔ)給條件；排泄條件；徑流條件。 （6）地震作用 歷史地震對(duì)邊坡巖體的松動(dòng)破壞作用； 地震慣性力； 液化失穩(wěn)。 （7）工程荷載 坡頂超載、隧洞內(nèi)水外滲產(chǎn)生裂隙水壓力； 開(kāi)挖改變滑動(dòng)邊界條件； 開(kāi)挖改變水文地質(zhì)邊界條件； 護(hù)坡改變地下水排泄條件； 開(kāi)挖爆破振動(dòng)； 庫(kù)水的浪擊掏刷力。,第六章 邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究 6.4 影響邊坡穩(wěn)定性的因素,6.5 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 任