混凝土重力坝深层抗震抗滑稳定分析研究 吴杰芳 ，张林让 ，陈 震 (长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010) 摘要 ：混凝 土重力坝沿坝基深层缓倾角软弱结 构面的抗 滑稳定是 工程设计 的一个关 键技术 问题 ，深 层抗滑稳定 分 析主要采用刚体极 限平衡 的等安全系数法 。在深层抗滑稳定分 析中发现 ，抗力角的合理选取 及抗 力体底滑 面角的 确定对计算成果的可靠 性至关重要 。通过对亭子 口重力坝深层抗震抗 滑稳定性 的分析研究 ，提出 了抗力角 的取值 原则 ，即其最 大值不能超过坝趾基岩竖直面上主应 力方 向与水平 面 的夹 角 ，以及 以抗力最小 为原则确 定抗力体 底 滑面与水平面的夹角；并依此原则用刚体极限平衡等安全系数法分析论证了该重力坝表孔坝段初步设计方案深层 抗震抗滑的稳定性 。 关 键 词 ：混凝土重力坝 ；深层抗滑稳定分析 ；等安全 系数法 ；抗力角 ；抗 力体 滑动 角 ；取值原则 中图分类号 ：TV314 文献标 识码 ：A 1 概 述 坝基深层存在软弱结构面是大坝设计 中经常遇 到的工程地质问题 ，坝体沿软弱结构面的抗 滑稳定 是工程建设的关键技术之一。抗滑稳定分析方法有 刚体 极 限 平衡 法 、有 限 元法 和显 式 有 限差 分 法 (flae)等。刚体极限平衡法在设计 中应用最广泛 ，它 又分为被动抗力法和等安全系数法亦称等 k法。被 动抗力法是通过抗力体的极 限平衡方程求 出抗力 ， 将抗力作用于滑动体 ，通过滑动体的极限平衡方程 求出抗滑稳定安全系数 ，抗力体 的安全系数等于 1， 采用抗剪断强度公式时滑动体的安全系数必须大于 1。等 k法要求抗力体和滑动体具有相等的抗滑稳 定安全系数 ，且必须不小于2．3…。抗力体和滑动 体是相互依存的，它们应该具有相等 的抗滑稳定安 全系数 ，显然等 k法更合理 ，已载入重力坝设计规 范 。位于高烈度地震 区的混凝土重力坝的深层抗滑 稳定分析需要计人抗力体和滑动体的地震惯性力 。 在混凝土重力坝深层抗震抗滑稳定分析中应对抗力 角的合理选取及抗力体底滑面 的正确确定加 以论 证 ，以保证计算成果的可靠性。本文结合对亭子 口 水利枢纽混凝土重力坝深层抗震抗滑稳定分析对合 理确定抗力角和抗 力体 的底滑面角进行 了研究 ，并 提出了取值原则。 2 亭子 口重力坝深层抗震抗滑稳定 问题 亭子口水利枢纽为一等工程，大坝为一级建筑 物，按 7度地震设防。最大坝高 114m，正常蓄水位 458．0m，下游水位372．6m。大坝基岩主要为 K 层 岩屑石英砂岩，其下为 K：层黏土岩。河床段坝基的 岩屑石英砂岩中自上而下有 3个部分连续分布的缓 倾角软弱夹层 ，分别为 NS2—1-9，NS2-1．8和 JS2—1-2， 其倾角 Ot分别为3．24。，3．09。和1．32。。3个软弱夹层 均未露头，在地震作用下可能发生坝体带动被剪断的 部分基岩沿其中一个潜在滑裂面产生滑动。大坝设 计中为提高深层抗滑稳定性 ，坝基及消力池底板采取 封闭抽排措施 ，还在坝踵基岩中构筑混凝土齿槽 ，见 图 1。我们对表孔坝段进行了深层抗震抗滑稳定分 析，论证大坝的深层抗震抗滑稳定性。计算采用的物 理力学参数列于表 i。

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