Page 107 - 2023年第54卷第7期

表 ４ ＣＳＧ坝模型超载破坏过程
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超载倍数 Ｋ 均质地基 ＣＳＧ模型 １９坝段 ＣＳＧ模型 １８坝段 ＣＳＧ模型
０～１．０ 未见异常现象。 未见异常现象。 未见异常现象。
＞１．０～１．６ 未见异常现象，无裂隙产生。 未见异常现象，无裂隙产生。 未见异常现象，无裂隙产生。
＝
坝基应变数据产生分歧；当 Ｋ ｐ
２．０时，ｆ１１４和 ｆ１１５断层 在 地 表
坝基应变数据产生分歧；Ｋ ｐ ２．４时，
＝
＞１．６～２．４ 仍正常工作，无裂隙产生。 露出处 及 地 基 深 处 有 裂 缝 产 生；
ｆ１１４和 １０ｆ２断层均有初裂产生。
Ｋ ｐ ２．４时，１０ｆ２断 层 也 有 裂 缝
＝
产生。
＝
坝基应 变 数 据 波 动；当 Ｋ ｐ ４．４
＝２．６时，
坝 基 应 变 数 据 波 动； Ｋ ｐ
坝体应变曲线出现数据突变；坝踵上 时，裂缝开始逐渐贯通，在坝踵
ｆ１１５、Ｆ３１断层处产生初裂；当 Ｋ ｐ ４．４
＝
＞２．４～４．４ 方开始出现细小裂缝；坝踵沿坝基面 和断层 １０ｆ２处、Ｆ３１形成节理裂
时，ｆ１１４和 ｆ１１５连接处裂缝开始扩展
位置有萌生裂缝的迹象。 隙，１０ｆ２与 ｆ１１４、ｆ１１５断 层 的 连
并贯通，坝趾处也开始有初裂产生。
接处开始出现初裂。
当 Ｋ ｐ ６．０时，模 型 数 据 发 生 突
＝
坝踵处裂 缝 进 一 步 延 伸，Ｆ３１断 层 拉 变；结构面 １０ｆ２和 ｆ１１４、ｆ１１５在
＝
＝
Ｋ ｐ ５．０时，坝 体 下 游 建 基 面 发 生 裂 裂情况明 显 增 大。当 Ｋ ｐ ６．０时， 在 地表露出处破坏严重、裂缝贯通
＝６．０
缝，并逐渐 向 坝 中 延 伸。 当 Ｋ ｐ ＪＣ２１ － Ｃ、左 ＪＣ２ － Ｃ与 ｆ１１４、ｆ１１５连接 区域明 显；１０ｆ２和 ＪＣ２１ － Ｃ处 与
＞４．４～６．０
时，沿坝基面的裂缝马上贯通，已 经 处的挤压 破 坏 裂 缝 进 一 步 增 加；１０ｆ２ 周围裂缝形成破坏区，１０ｆ２末 端
处于即将发生滑动破坏失稳的状态。 与 ｆ１１４、 ｆ１１５之 间 的 裂 缝 形 成 贯 通 出现节理裂缝；模型发生明显滑
区域。 动破坏失稳，判断此时达到了 １８ ＃
坝段模型的超载破坏安全系数。
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＝
在 Ｋ ｐ ６．４时，１９坝段中结构面 １０ｆ２
和 ｆ１１４的 贯 通 区 域 开 始 发 生 剪 切 破
＝
在 Ｋ ｐ ６．４时，坝 体 建 基 面 裂 缝 合 并 坏，ＪＣ － Ｃ和 ｆ１１４、ｆ１１５连接处裂缝聚
＞６．０～６．４ 模型破坏。
贯穿。 集，破坏严重。坝体和坝基向下 游 变
位趋 势 较 为 显 著， 判 断 此 时 达 到 了
＃
１９坝段模型的超载破坏安全系数。
当 Ｋ ｐ ６．８时，模 型 数 据 产 生 明 显 突
＝
变点，坝体产生了明显的滑移破坏且
＞６．４～６．８ 同时伴有旋转倾覆的趋势，判断此时 模型破坏。 模型破坏。
达到了均质地基模型的超载破坏安全
系数。

综合上述分析，ＣＳＧ坝受到双斜滑动面地基发育完整程度的影响后，破坏模式由坝体沿坝基面产
生的贯通滑动裂缝破坏，逐渐发展为跟随地基中双斜滑动面形成的滑移通道滑动，形成坝踵下降、坝
趾抬升的滑动翻转破坏；各模型的破坏超载安全系数随着地基的发育降低，其破坏模式与地基的整体
性有很大的关系；坝基结构面的抗滑稳定性决定着 ＣＳＧ坝的稳定性，严重影响着工程安全性。
３．６ 有限元破坏对比分析 为多方面验证坝体的双斜面滑移通道对 ＣＳＧ坝破坏模式的影响及模型的
超载安全度，采用三维非线性有限元法 ［２１ － ２３］ 对模型进行补充计算。计算采用 ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ１９．０软件
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进行，并根据守口堡 ＣＳＧ坝各项尺寸参数，对 １８、１９地基适当简化后进行有限元建模。计算采用的是
弹塑性材料模型 ［２４］ ，屈服准则采用 Ｄ － Ｐ准则 ［２５］ 。有限元计算参数与原型参数相同，坝体、坝基及结构
面参数见表 ２和表 ３，结构面与岩体的摩擦系数为 ０．３７。计算采用与模型相同的超载法，计算工况为正常
运行工况，上游水头同样取正常蓄水位水头为 ５７ｍ，下游水头按 ０ｍ计算，根据地质力学模型试验得出
模型的超载破坏安全系数进行超载计算。有限元计算结果塑性分布见图 １３。

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