重力壩基巖深層多滑模型滲透壓影響研究與數(shù)值分析

常 雪，蔡宗磊

（吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，吉林 長春 130021）

1 研究背景

重力壩是靠自身重量在建基面產(chǎn)生摩阻力來維持穩(wěn)定的一種擋水建筑物，重力壩的失事往往是由于基巖的不利滑動(dòng)導(dǎo)致，如臺灣集集地震中石崗壩的破壞。基巖深層抗滑穩(wěn)定是保障重力壩抗震安全的重要因素[1]。

由于基巖構(gòu)造的復(fù)雜性[2]，尤其錯(cuò)動(dòng)帶比較發(fā)育的場址，多滑面抗滑穩(wěn)定分析的模型相比較雙滑面、單滑面顯得更為合理[3]。早期壩基深層抗滑穩(wěn)定分析多基于雙滑面假定，且在安全評價(jià)中起了重大作用。但隨著數(shù)值分析技術(shù)的成熟與理論研究的深入，壩基深層抗滑穩(wěn)定分析更趨于用模擬真實(shí)的滑裂面來分析。表達(dá)為抗力作用比系數(shù)的等K法模型在工程界中日益被認(rèn)可[4]。

汶川與日本福島地震的嚴(yán)重震害推動(dòng)了重大工程抗震分析方法與基理研究的深入，相應(yīng)的水利規(guī)范與抗震規(guī)范做了修訂，NB/T35026—2014《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中在保留等η（抗力作用比系數(shù)）法下雙滑面模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了多滑面計(jì)算模型，如圖1所示。

由圖1可知，雙滑動(dòng)面相當(dāng)于由2個(gè)未知塊體來求解關(guān)于η的線性方程，多滑動(dòng)面由n個(gè)塊體來求解關(guān)于η的n-1次冪方程問題。

圖1 等法下雙滑動(dòng)面與多滑動(dòng)面的抗滑穩(wěn)定分析

工程界多關(guān)注兩模型結(jié)果η1與η11的評判，希望二者相當(dāng)，但由于多滑動(dòng)面計(jì)算受多種因素影響，規(guī)范中并未給出解答。

本文將從公式推導(dǎo)和參數(shù)物理意義出發(fā)，圍繞工程界關(guān)心的抗力作用比系數(shù)及最小安全系數(shù)對應(yīng)的滑出角，討論兩者之間的異同及影響因素。……