某工程重力坝地基深层抗滑稳定分析

安 兰 锁

(内蒙古同煤鄂尔多斯矿业投资有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000)



某工程重力坝地基深层抗滑稳定分析

安 兰 锁

(内蒙古同煤鄂尔多斯矿业投资有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

结合某水坝工程6号与7号坝段坝体参数，采用两种计算方案分析了地基深层抗滑稳定性，重点计算了6号坝段第二层软弱夹层的情况，结果表明：最危险剪切破裂面的起始点在坝趾正下方，软弱夹层越深，抗滑稳定安全系数就越大，两坝段沿软弱夹层面的抗滑稳定最小安全系数均满足混凝土重力坝设计规范要求。

重力坝，坝基，稳定性，安全系数

1 工程概况

某工程是一座以工业供水、发电为主，兼有农业灌溉、防洪、养殖、旅游等综合利用的小型水库，工程等别为Ⅳ等。水库枢纽工程主要包括挡水坝段、泄洪排沙孔坝段、电站坝段以及供水孔坝段。大坝共分为11个坝段，从左岸至右岸依次为1号～11号坝段。1号～4号、8号～11号为挡水坝段、5号，6号为泄洪排沙底孔坝段、7号为电站坝段、8号为供水孔坝段。坝顶高程672.1 m，最大坝高42.1 m，坝顶长238 m，坝顶宽6 m。

表1 6号、7号坝段计算参数

表2 6号坝段方案一第二层软弱夹层抗滑稳定计算表

工况1正常蓄水位工况2校核洪水位AD/mBD/mβ/(°)kQ/kNAD/mBD/mβ/(°)kQ/kN39.9811374.2327963139.9811353.5331037039.9811354.2427982539.9811373.5331022539.9811394.2427978339.4810.9353.5331077939.4810.9354.2428009539.4810.9373.5631071839.4810.9374.2927997839.9811333.5431089439.9811334.2928038339.9811393.5631043939.4810.9334.2928057339.4810.9333.5531121639.4810.9394.3228020439.4810.9393.5531101339.9811414.2928026539.9811313.5931181939.9811414.328132439.9811413.5931099638.9810.8354.3128114638.9810.8353.5931197039.9810.8374.328109439.4810.9313.6131205039.4810.9314.3428143238.9810.8333.5831233139.4810.9414.3428075638.9810.8373.5931197938.4810.8354.3328141139.4810.9413.5931164638.9810.8334.3628155538.4810.8333.5831264039.9811434.3328106138.4810.8353.6131236337.9810.7354.3428167738.4810.8373.6131245338.4810.8334.3328174238.9810.8393.6231233938.4810.8374.3328143339.9811293.6431316738.9810.8394.3628138039.9811433.6131187937.9810.7334.3628193237.9810.7333.6231294837.9810.7374.3728177237.9810.7353.6231275238.4810.8314.3928244738.4810.8313.6131330638.4810.8394.3628179038.9810.8313.6431308438.9810.8314.3828233939.4810.9293.6431330639.4810.9294.3728269537.9810.7313.6431352739.4810.9434.3728161937.9810.7373.6631292239.9811294.428267038.4810.8394.6431288937.9810.7314.428255739.4810.9433.6631260138.9810.8414.3928198738.9810.8413.6531303137.9810.7394.4228220037.9810.7393.6531343439.9811454.428215738.4810.8293.6631438437.4810.6334.4128288038.9810.8293.6531425237.4810.6354.428269139.9811453.64313072

表3 6号坝段方案二第二层软弱夹层抗滑稳定计算表

2 坝基深层抗滑稳定计算分析

2.1 计算相关资料

该工程重力坝共分为11个坝段，论文选取6号、7号两个典型坝段进行坝基深层抗滑稳定计算分析，其计算参数如表1所示。

2.2 计算方法

众所周知，坝基软弱夹层发生滑动时，剪切破裂面起始点B的水平投影点D的位置是不确定的，为了寻找最危险的滑动面，本文分两种方案进行计算。方案一：剪切破裂面起始点B在坝基面的投影点D由坝段底宽的1/3处开始向下游移动变化直到坝趾E点停止循环，剪切破裂面滑出点C根据B值可以由坝趾E点向下游移动变化。方案二：剪切破裂面起始点B在坝基面的投影点D由坝趾正下方向下游移动变化，直到向下游运动30 m停止循环，剪切破裂面滑出点C根据β值可以由坝趾E点向下游移动变化。两个方案的计算简图分别为图1，图2。

每种方案分别选择两个工况计算6号，7号坝段深层抗滑稳定，工况1为正常蓄水位情况，工况2为校核洪水位情况。根据刚体极限平衡法计算坝段整体的深层抗滑稳定，得到深层抗滑稳定安全系数。

由于6号坝段位于河床正中，根据其结构、功能要求，已经将第一层软弱夹层开挖掉，故本文只计算6号坝段第二层软弱夹层的情况。

2.3 计算成果及分析

由于计算结果数据量很大，仅将每个坝段的抗滑稳定安全系数k较小的部分计算结果按k值从小到大的顺序列于表2，表3中(h=5.7 m，α=7.5°)。表2，表3中k为坝基深层抗滑稳定安全系数，其他符号含义见图1，图2。

整理了各坝段最小抗滑稳定安全系数见表4。

表4 深层抗滑稳定计算结果汇总

3 结语

从计算结果可以得出以下结论：

1)剪切破裂面起始点B的水平投影点D从坝段底宽的1/3到坝趾之间变化时的计算结果与D从坝趾到坝趾下游30 m处变化时的计算结果是一致的(从计算出的AD值可以看出来，当AD变化步长更小时，结果会更精确)。即最危险剪切破裂面的起始点在坝趾正下方附近。

2)软弱夹层越深，抗滑稳定安全系数会越大。

3)利用刚体极限平衡法对6号、7号坝段进行了深层抗滑稳定计算，结果显示，两坝段沿软弱夹层面的抗滑稳定最小安全系数均满足混凝土重力坝设计规范要求。

[1] 刘艳章,葛修润,李春光.基于矢量法安全系数的边坡与坝基稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(10):793-797.

[2] 刘艳章.边坡与坝基抗滑稳定的矢量和分析法研究[D].武汉：中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)，2007.

[3] 张 林,费文平,李桂林.高拱坝坝肩坝基整体稳定地质力学模型试验研究[J].岩石力学与工程学报，2005(10):231-234.

[4] 于 沭.向家坝水电站两个坝段坝基深层抗滑稳定分析[D].北京：中国地质大学,2007.

[5] 姜 妮.复杂坝基条件下混凝土面板堆石坝抗滑稳定分析方法研究[D].西安：西安理工大学,2009.

[6] 邹丽春,刘 伟,寇 伟.高拱坝坝基稳定研究[J].水力发电,2001(8):44-45.

On deep sliding resistance stable analysis of some engineering gravity dams

An Lansuo

(InnerMongoliaTongmeiErdosMiningInvestmentCo.,Ltd,Erdos017000,China)

Combining with the dam parameter of No.6 and No.7 sections of some dam project,the paper adopts the two kinds of calculation schemes,analyzes the deep sliding resistance stability of the foundation,mainly calculates the second interlayer of the dam section,proves by the result that the initial parts of the most hazardous plane is rightly under the dam address,and illustrates the deeper the weak interlayer,the bigger the stable and safety coefficient will be,and indicates the sliding resistance of the smallest safe coefficient of the weak interlayer between two dams can meet the demands of the regulation for concrete gravity dams.

gravity dam,dam foundation,stability,safe coefficient

1009-6825(2016)29-0049-03

2016-08-03

安兰锁(1971- )，男，工程师

TV642.3

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