亭子口重力坝深层抗滑稳定分析及基础处理

亭子口重力坝为红层地区第一高坝，坝基地层倾角平缓（1°～3°），软弱夹层较多，坝基深层抗滑设计是工程关键技术。在利用抗剪断强度理论坝基抗滑稳定的基础上，通过分析比较常见的坝基基础处理措施，最终确定亭子口重力坝坝基采用封闭抽排措施，并在坝踵处设置混凝土深齿墙，切断软弱夹层，以提高坝基深层抗滑稳定。按照重力坝设计规范要求，在采用“等安全系数法”进行坝基抗滑稳定计算时，对抗力倾角φ的取值进行研究分析后取15°。

亭子口重力坝复杂坝基稳定分析及安全评价

结合亭子口水利工程,采用非线性有限元法对重力坝复杂坝基进行了深层抗滑稳定分析。通过强度储备系数法的计算得到了坝体及坝基系统的渐进破坏过程并搜索出了最危险的滑移模式;同时依据规范规定,采用基于改进等法的刚体极限平衡法核算了坝基最危险滑动面的稳定性;最后做出安全评价,结果表明采取加固措施后的坝基深层抗滑稳定是安全的。

亭子口重力坝深层抗滑稳定性分析

亭子口水利枢纽大坝是红岩层地区最高的重力坝,坝基部位存在倾向下游且走向与坝轴线夹角较小的软岩、岩层层面和泥化夹层,以及顺河向的陡倾裂隙,因此亭子口重力坝存在较严重的深层抗滑问题。本文在结合坝基下覆岩层分布状态确定滑移模式的基础上探讨了坝基深层抗滑稳定性分析方法的适用性,并应用广义等K法和分项系数极限状态设计方法对亭子口重力坝表孔坝段的深层抗滑稳定性进行了深入研究,并在此基础上对广义等K法中的条块作用力与水平面的夹角φ对深层抗滑稳定性作了敏感性分析。两种稳定性计算方法的结果均表明亭子口重力坝表孔坝段深层抗滑稳定性基本能满足规范要求;广义等K法中条块作用力与水平面的夹角φ取值对深层抗滑稳定分析成果有显著的影响,建议在亭子口深层抗滑稳定分析中φ取5°～10°。

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。

包含软弱夹层地基上重力坝动力特性和地震响应规律

针对复杂坝基对坝体动力特性及地震响应产生影响的问题,以亭子口水利工程为依托,在考虑地基-结构动力相互作用的前提下,通过不含软弱夹层和包含软弱夹层地基计算结果的对比,探讨了软弱夹层对重力坝动力特性和地震响应规律的影响.计算结果表明:在动力特性方面,软弱夹层的存在使各阶振型自振频率有所降低;在地震响应规律方面,软弱夹层使坝体加速度响应值减小约23%～41%,使坝体顺河向动位移有明显增大,使坝体动应力响应值减小约9%～38%.