复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析

摘要

胶凝砂砾石坝（cemented sand-gravel dam,CSG坝）是一种新型坝，具有大坝整体应力水平低、施工快速以及节约工程投资等优点。本文采用地质力学模型试验法，对CSG坝与重力坝在复杂地基上的深层抗滑稳定问题以及破坏差异进行分析，CSG坝原型选取守口堡大坝，与武都重力坝19^#坝段坝址区复杂地基相结合成一新坝段，从而模拟CSG坝在复杂地基下的运行情况，并通过模型加载试验得到坝体的变形特点及复杂地基中断层和层间错动带的破坏形态。通过CSG坝与武都重力坝19^#坝段的模型试验数据以及两者破坏形态对比分析可以得到：1)在相同的超载倍数下，重力坝坝体较CSG坝坝体变位更大；2)在最终破坏阶段，CSG坝与重力坝坝体均有轻微的扭转，其中重力坝坝体有轻微的顺时针转动，CSG坝坝体有轻微的逆时针转动；3)CSG坝与重力坝所在复杂地基的断层均发生了不同程度的滑移，其中断层10f2、f115发生了较大的相对变位；4)重力坝整体向下游变位较CSG坝明显，挤压破坏情况较为严重；5)模型试验中得到CSG坝安全度为6.4，重力坝安全度为3.0，运用刚体极限平衡分析得到CSG坝安全度为5.9，重力坝安全度为2.5。模型试验结果与理论分析结果相互验证，因此，从两者数据结果可得出CSG坝的极限承载能力较重力坝强，超载系数大，安全度较重力坝高，说明CSG坝是一种高安全性的坝型。

关键词

CSG坝 / 重力坝 / 复杂地基 / 地质力学模型试验 / 超载法

基金资助

“十三五”国家重点研发计划（2018YFC0406803）; 国家自然科学基金青年基金项目（51709114）