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水 利 学 报

２０２３年 ７月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 ７期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）０７ － ０８５７ － １２

双斜滑动面地基对胶凝砂砾石坝破坏模式的影响研究

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丁泽霖 ，薛江寒 １，２ ，王 婧 １
（１．华北水利水电大学 水利学院，河南 郑州 ４５００４６；２．四川大学 水利水电学院，四川 成都 ６１００６５）

摘要：为探究复杂地基对胶凝砂砾石坝（ＣＳＧ坝）安全稳定性的影响，对均质地基、断裂双斜滑动面地基和完全发
育双斜滑动面地基上的 ＣＳＧ坝开展了三维地质力学模型试验研究。通过分析试验中坝体、坝基的变形特征，以及
模型的破坏过程与破坏形态，探究了影响坝体安全稳定的控制性因素。研究结果表明：（ １）均质地基模型、断裂
双斜滑动面地基模型和完全发育双斜滑动面地基模型的超载安全系数 Ｋ 分别为 ６．８、６．４和 ６．０。（２）模型的破坏
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模式与地基整体性有很大的关系，其由坝体沿坝基面产生的贯通裂缝破坏，逐渐发展为跟随地基中的滑移通道滑
动，形成坝踵下降、坝趾抬升的滑动翻 转 破 坏。（ ３）复 杂 地 基 中 结 构 面 的 抗 滑 稳 定 性 决 定 着 ＣＳＧ坝 的 稳 定 性；
ＣＳＧ坝在受到双斜滑动面地基影响后，各模型的破坏超载安全系数随着地基的发育逐步降低，严重影响着工程安
全性，在坝址选取时应尽量避免可能形成潜在滑动面的危险断层。试验成果可对 ＣＳＧ坝后续发展、设计及施工提
供参考依据。
关键词：胶凝砂砾石坝；双斜滑动面地基；地质力学模型试验；滑移破坏
中图分类号：ＴＶ３２ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３００３０
文献标识码：Ａ
１ 研究背景

近年来，我国 先 后 在 福 建 洪 口、云 南 功 果 桥、四 川 飞 仙 关 围 堰 等 临 时 工 程 中 应 用 胶 凝 砂 砾 石
（ＣＳＧ）筑坝技术；国内第一座高度超过 ５０ｍ的永久胶凝砂砾石坝（ＣＳＧ坝）———山西守口堡大坝建成
运行，标志着我国 ＣＳＧ筑坝技术上升到了一个新的台阶和水平 ［１ － ２］ 。ＣＳＧ坝是在面板堆石坝和碾压混
凝土重力坝的基础上发展而来的新坝型，其工程建材由胶凝材料、水、河床原状砂砾石或开挖废弃料
等通过专用设备拌合后得到，具有坝型断面小、施工速度快、节省用料、便于施工导流、抗震性能
好、适应较软弱地基等诸多优点，是拥有发展前景的 “绿色坝型” ［３ － ６］ 。
ＣＳＧ坝作为重力坝的一种特殊形式，许多学者在重力坝研究的基础上，对 ＣＳＧ坝开展了坝体结构
特性研究 ［７］ 。相较于重力坝，ＣＳＧ坝的等腰梯形剖面形式，使其运行中保持全断面受压状态、抵抗变
形能力强、坝体结构受强度破坏影响小；同时，ＣＳＧ坝对坝基的整体作用效果，也与重力坝有较大差
距 ［８］ 。因此，ＣＳＧ坝抗滑稳定问题仍需开展大量研究。目前，重力坝抗滑稳定研究已较为成熟，其失
稳形式包括：坝体沿建基面的表层滑动、沿岩体表层软弱结构面的浅层滑动以及沿坝基内部缓倾角软
弱结构面的深层滑动。随着近代筑坝技术和设计理论的发展，坝体一般很少发生表层滑动和浅层滑动
失稳的情况；但由于影响坝体的因素较多，沿坝基内部缓倾角软弱结构面的深层抗滑稳定问题是导致
结构失稳的主要原因之一 ［８ － １０］ 。重力坝深层抗滑稳定分析方法有刚体极限平衡法、有限元法、地质力
学模型试验法、分项系数法及可靠度分析等，如周泽等 ［１１］ 通过对重力坝深层抗滑稳定的破坏类型和极
限平衡分析法进行探讨，得到了刚体极限平衡的规范计算方法偏于危险，并得到了深层滑动破坏类型

收稿日期：２０２３ － ０１ － １３
基金项目：国家自然科学基金项目（５１７０９１１４）；“十三五” 国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＣ０４０６８０３）
作者简介：丁泽霖（１９８３ － ），副教授，主要从事水工结构模型试验研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｚｓｔａｒ＿ｎｃｗｕ＿ｈｓ＠１６３．ｃｏｍ
通信作者：薛江寒（１９９７ － ），硕士生，主要从事水工结构模型试验研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｘｕｅ１８６９０２１３８９０＠１６３．ｃｏｍ

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