《水工建筑物》课程教学资源（PPT课件）第五章 土石坝——土石坝的稳定分析、土石坝的固结、沉降与应力分析

第四节土石坝的稳定 分析 、土石坝滑动破坏型式

第四节 土石坝的稳定 分析 一、土石坝滑动破坏型式

失稳的原因 土石坝的坝坡较缓,在外荷载及自重作用下,不会产 生整体水平滑动。由于其坝体材料为散粒体,如果剖面尺 寸不当或坝体、坝基材料的抗剪强度不足,在一些不利荷 载组合下有可能发生坝体或坝体连同部分坝基一起局部滑 动的现象,造成失稳。 土石坝失稳的原因:土石坝产生滑坡的原因往往是由 于坝体抗剪强度太小,坝坡偏陡,滑动土体的滑动力超过 抗滑力,或由于坝基土的抗剪强度不足因而会连同坝体一 起发生滑动。滑动力大小主要与坝坡的陡缓有关,坝坡越 陡,滑动力越大

失稳的原因 土石坝的坝坡较缓，在外荷载及自重作用下，不会产 生整体水平滑动。由于其坝体材料为散粒体，如果剖面尺 寸不当或坝体、坝基材料的抗剪强度不足，在一些不利荷 载组合下有可能发生坝体或坝体连同部分坝基一起局部滑 动的现象，造成失稳。 土石坝失稳的原因：土石坝产生滑坡的原因往往是由 于坝体抗剪强度太小，坝坡偏陡，滑动土体的滑动力超过 抗滑力，或由于坝基土的抗剪强度不足因而会连同坝体一 起发生滑动。滑动力大小主要与坝坡的陡缓有关，坝坡越 陡，滑动力越大

常见的滑动破坏型式 曲线滑动面 (b) 折线滑动面 3 (d 3复合式滑动面

常见的滑动破坏型式 曲线滑动面 复合式滑动面 折线滑动面

1)曲线滑动面,当滑动面通过粘性土部位时,其 形状通常为一顶部陡而底部渐缓的曲面,在稳定分析中 多以圆弧代替。 2)折线滑动面,多发生在非粘性土的坝坡中。如 薄心墙坝,斜墙坝中;当坝坡部分浸水,则常为近于折 线的滑动面,折点一般在水面附近。 3)复式滑动面,厚心墙或由粘土及非粘性土构成 的多种土质坝形成复合滑动面。当坝基内有软弱夹层时, 因其抗剪强度低,滑动面不再往下深切,而是沿该夹层 形成曲、直面组合的复合滑动面

1）曲线滑动面，当滑动面通过粘性土部位时，其 形状通常为一顶部陡而底部渐缓的曲面，在稳定分析中 多以圆弧代替。 2）折线滑动面，多发生在非粘性土的坝坡中。如 薄心墙坝，斜墙坝中；当坝坡部分浸水，则常为近于折 线的滑动面，折点一般在水面附近。 3）复式滑动面，厚心墙或由粘土及非粘性土构成 的多种土质坝形成复合滑动面。当坝基内有软弱夹层时， 因其抗剪强度低，滑动面不再往下深切，而是沿该夹层 形成曲、直面组合的复合滑动面

荷载及其组合 1)荷载 虑的有稳定计算考 荷载主要有自重、 渗透力、孔隙水压力和 地震惯性力等

二、荷载及其组合 1）荷载 土石坝稳定计算考 虑的荷载主要有自重、 渗透力、孔隙水压力和 地震惯性力等

2)计算工况与安全系数 施工期 稳定渗流期 水库水位降落期 正常情况遇地震期

2）计算工况与安全系数 施工期 稳定渗流期 水库水位降落期 正常情况遇地震期 新规范

三、抗剪强度指标的 测定和选择

三、抗剪强度指标的 测定和选择

四、稳定分析方法 依据滑裂面的不同型式 可分为圆弧滑动法、折线 滑动法和复合滑法

四、稳定分析方法 依据滑裂面的不同型式， 可分为圆弧滑动法、折线 滑动法和复合滑法

圆弧滑动法K ∑(M-u1)gq+∑c ∑ W sin a 总应力法: 有效应力法: K M,∑ w cos a1gq+∑c K ∑(cosa1-u1)g+∑e ∑ W sin a ∑ W sin a 不 图圆弧滑动法稳定计算

图 圆弧滑动法稳定计算  = =  + i i i i i i i s r c W W t g c l M M K    sin cos 有效应力法：   −  +  = i i i i i i i i i c W W u l t g c l K    sin ( cos ) 总应力法： 圆弧滑动法   −  +  = i i i i i i i i c W N u l tg c l K   sin ( )

折线滑动法

折线滑动法 β θ δ P