巖石力學(xué)課程chapter7

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1、第七章巖基應(yīng)力及穩(wěn)定分析Chapter7StressofRockFoundationandStabilityAnalysis學(xué)習(xí)內(nèi)容→巖石基礎(chǔ)的類型、巖基的幾種破壞形式；巖基抗滑穩(wěn)定性的計算。學(xué)習(xí)對象→巖基、巖基承載力、巖基滑動學(xué)習(xí)目的→了解巖基、巖基承載力、巖基滑動；掌握巖石基礎(chǔ)的類型、巖基的幾種破壞形式、巖基抗滑穩(wěn)定性的計算。學(xué)習(xí)提示LearningHints§7.1概述巖石力學(xué)基本理論工程應(yīng)用巖體強度巖體變形地應(yīng)力地下洞室應(yīng)力重分布（二次應(yīng)力）、山巖壓力、噴錨支護等壩基穩(wěn)定(本章)邊坡穩(wěn)定建基

2、面不均勻沉降建基面及壩基應(yīng)力的強度復(fù)核承載能力復(fù)核壩基穩(wěn)定—重點（重力壩、拱壩壩基、壩肩）7.1.1巖基的基本類型§7.1概述7.1.2重力壩的工作原理§7.1概述巖基上重力壩的基本剖面呈三角形，上游面通常是垂直的或稍傾向上游的三角形斷面。主要依靠壩體的重量，在壩體和地基的接觸面上產(chǎn)生抗滑力來抵抗庫水的推力，以達到穩(wěn)定的要求。主要關(guān)鍵詞（Keywords）：★重力壩（Gravitydam）★抗滑穩(wěn)定（Stabilityagainstsliding）★穩(wěn)定分析（Stabilityanalysis）7.

3、1.2重力壩的工作原理§7.1概述重力壩設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)：壩體應(yīng)力與穩(wěn)定分析壩基抗滑穩(wěn)定與加固措施7.1.3重力壩的類型§7.1概述實體重力壩寬縫重力壩空腹重力壩預(yù)應(yīng)力重力壩裝配式重力壩漿砌石重力壩§7.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1重力壩的穩(wěn)定分析根據(jù)混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范（DL5108-1999）8.1.2的相關(guān)規(guī)定，承載能力極限狀態(tài)：壩體斷面、結(jié)構(gòu)及壩基巖體進行強度和抗滑穩(wěn)定計算，必要時進行抗浮、抗傾驗算；對需抗震設(shè)防的壩及結(jié)構(gòu)，尚需按DL5703（水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范）進行驗算。穩(wěn)定問題的提出：

4、抗滑穩(wěn)定：壩體沿抗剪能力不足的薄弱面產(chǎn)生滑動；抗浮穩(wěn)定：壩體在上、下游水荷載作用下，產(chǎn)生向上浮起破壞形式；抗傾穩(wěn)定：上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生斜裂縫及壩趾以下巖體受壓發(fā)生壓碎而產(chǎn)生傾倒滑移破壞形式。穩(wěn)定問題的類型：§7.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1重力壩的穩(wěn)定分析§7.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1重力壩的穩(wěn)定分析穩(wěn)定分析的方法剛體極限平衡法(rigidlimitequilibriummethod)；有限單元法(finiteelementmethod)；地質(zhì)力學(xué)模型試驗法(modeltestingm

5、ethod)。問題分類—平面問題——各壩段獨立受力。空間問題——壩基內(nèi)斷層多條相互切割交錯構(gòu)成空間滑動體或地形陡峻的岸坡段?！?.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1重力壩的穩(wěn)定分析剛體極限平衡法：將斷裂面（指壩體、巖體或大壩與巖體組成的滑裂體等）看成剛體，不考慮滑裂體本身和滑裂體之間變形的影響，也不考慮滑裂面上應(yīng)力分布情況，僅考慮滑裂面上的合力（正壓力、剪應(yīng)力），而忽略力矩的作用效應(yīng)。優(yōu)點：概念清楚，計算簡便，任何規(guī)模的工程均可采用；缺點：是不能考慮巖體受力后所產(chǎn)生變形的影響，極限狀態(tài)與允許的工作狀態(tài)也

6、有較大的出入?！?.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1重力壩的穩(wěn)定分析有限單元法：可計算地基受力后的應(yīng)力場和位移場，并可模擬地基中軟弱結(jié)構(gòu)面局部化效應(yīng)及多場耦合作用效應(yīng)等，研究地基破壞發(fā)展全過程。優(yōu)點：可以考慮復(fù)雜地基的局部化效應(yīng)及材料的非線性本構(gòu)關(guān)系，模擬地基及壩體變形與破壞的全過程等；缺點：對有限元計算結(jié)果應(yīng)用及穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用上尚需進一步研究。節(jié)點數(shù)8592單元數(shù)7705§7.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1重力壩的穩(wěn)定分析地質(zhì)力學(xué)模型方法：能較好地模擬基巖的結(jié)構(gòu)、強度和變形特性，以及自重、靜水壓力等

7、荷載，能形象地顯示滑移破壞的過程。模擬內(nèi)容不夠全面和完善，不能完全依靠試驗定量解決問題。優(yōu)點：能直觀的模擬壩體與地基穩(wěn)定體系中的主要影響因素及變形與破壞全過程；缺點：模擬內(nèi)容有限，往往需要依據(jù)經(jīng)驗作適當簡化，模型一旦建立，不易修改、費用高、周期長，試驗結(jié)果受到測試技術(shù)與若干不確定性因素的影響等?！?.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1壩基巖體的破壞形式實踐表明：巖基滑動破壞模式不同于松軟地基，主要受巖體中節(jié)理、裂隙、斷層以及軟弱結(jié)構(gòu)面的空間形狀及相互組合的控制。因此，對巖基中各種結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層位置、方

8、向、性質(zhì)等必須給予充分認識。§7.2重力壩壩基抗滑穩(wěn)定7.2.1壩基巖體的破壞形式表層滑動——沿壩體與基巖接觸面發(fā)生滑動深層滑動——巖基內(nèi)部存在著節(jié)理裂隙或軟弱夾層及其他不利的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生。淺層滑動——巖基內(nèi)部存在著節(jié)理裂隙或軟弱夾層及其他不利的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生。我國修建的大中型重力壩，其中有1/3存在深層滑動問題。7.2.2表層滑動穩(wěn)定性計算設(shè)壩體重V，壩底揚壓力為U，壩體混凝土與壩基巖體之間的參數(shù)為f、c，抗剪公式——壩體與壩基間看成是一個接觸面，而不是膠結(jié)面§7.2重力