请帮我找一个重力坝失稳的例子。刚才没有这样的例子。

1895年4月,法国Bouzey重力坝失事。经分析,事故原因是大坝设计时没有考虑作用在坝基上的扬压力。20世纪初修建的许多重力坝都没有考虑扬压力,如印度的Khadakwasla大坝(Kulkarni,1994),因失稳而进行了加固。1959年法国马尔巴塞大坝事故是第一个拱坝溃坝记录。经检查,大坝设计符合规范,施工质量良好。直到1987年,通过一次溃坝国际研讨会,得出了初步结论:左坝肩地基水压力过大,导致大坝基岩块体沿F1断层滑动,大坝发生溃坝。1976期间,当时世界上最高的土坝——提顿坝溃决。经反复核实,确认坝基岩石节理发育,库水从岩石裂隙中流过,造成心墙齿土体管涌,最终导致溃坝。

1985期间,美国巴斯县抽水蓄能电站高压钢管有一根被扣。虽然在钢管区精心布置了排水帷幕,但由于砂岩的层状结构,并没有起到预期的作用。国内外水电站高压钢管在外水压力作用下屈曲失效事故时有发生。高压水工隧洞水力劈裂的例子也很多。水工隧洞等隧道工程塌方事故频发,大多是由于岩石裂隙水的不利影响造成的。

山体滑坡是经常发生的自然灾害。较大的自然滑坡多为岩体中的滑坡。1963年,意大利Vajont拱坝左岸附近库区岩体滑坡体积达2.5亿m3,无论从规模、滑动速度还是灾害程度,都是当时有记录以来最大的滑坡。65438年至60年代,岩石力学尤其是岩石水力学还处于初级阶段,没有估计到滑坡会造成数千人死亡,因此无法采取有效的处理和预报措施。2000年4月,西藏龚毅藏布江左岸花岗岩山体发生约3亿立方米的滑坡。据分析,山体滑坡是由积雪融化和水渗入山体引发的。水电站厂址、公路、铁路等都存在人工开挖造成的岩质高边坡。许多人工岩质边坡由于受降雨、施工用水和生活用水的影响而发生滑坡,造成不同程度的损失。许多工程采取了以排水为主的综合治理措施,有效地防止了滑坡。

综上所述,很多工程事故都与岩石水力学有关。本文仅用几个重大工程事故的例子来说明研究、学习和掌握岩石水力学的重要性和紧迫性。

2法国马尔巴塞拱坝破裂

2.1马尔巴塞拱坝简介马尔巴塞双曲拱坝位于法国南部的雷兰河上,坝高66m,总库容51万m3。坝顶高程为102.55米,顶部弧长为223米..大坝厚度从顶部的1.5m逐渐向中心底部的6.76m变化,为双曲线薄拱坝。左岸有一座带翼墙的重力式推力墩,长22m,厚6.50m。混凝土至建基面最大高度为11m,开挖深度为6.5m..坝顶中部设置一条无闸门控制的溢洪道。坝基为片麻岩,片理倾角在30° ~ 50°之间,向下游右岸倾斜。较大片岩的中部充满糜棱岩。坝址内有两条主要断层。一条断层为F1,近东西向,倾角45°,向上游倾斜。断裂带被含粘土角砾岩充填,宽80厘米。另一个是近南北方向的F2,向左岸倾斜,倾角70° ~ 80°(图1)。

图1马尔巴塞拱坝主要地质构造

图2马尔巴塞拱坝水库的过程线

2.2拱坝溃坝过程马尔巴塞拱坝于1954年底竣工入库。水库水位缓慢上升。5年后至1959 165438+10月中旬,水库水位达到95.2m,此时坝址下游20m,高程80m处有水流出岩石。由于一场暴雨,水库水位于65438年2月2日上午暴涨至100m(图2)。下午,工程师们参观了大坝,研究如何防止渗水的不利影响。由于大坝未发现异常,决定于下午6点开闸,降低水库水位。闸门开启后未发现振动现象。管理人员在晚上对大坝进行了反复检查,没有发现任何异常。他们在21离开大坝。21: 20,大坝突然决口,当时水库水位为100.12m。据大坝下游1.5km处的几名这场灾难的目击者描述,他们先是感觉到大坝剧烈震动,然后听到突然一声类似动物吼叫的巨响,接着感觉到一股强烈的空气波动。最后,他们看到一个巨大的水墙沿着山谷冲过来,与此同时,电力供应中断。洪水离开峡谷后,流速仍达到20km/h,下游12km处的弗雷胡斯镇部分被毁,421人死亡,300亿法郎财产损失。第二天早上发现大坝已被冲毁,仅靠近基础的右岸有残留拱坝,下游1.5km处有部分坝块被冲毁,左岸坝基岩体被冲出深沟。

2.3溃坝后的调查与分析1959马尔巴塞拱坝溃坝引发的重大灾害震惊了工程界,此前也没有溃坝的先例。事故发生在大坝建设,尤其是拱坝建设,是世界上最先进的国家;大坝是由最负盛名的设计大师科因设计的;是当时溃坝记录中最高的大坝;溃坝摧毁了弗雷胡斯城,在最富裕的地中海地区造成了巨大的灾难;这次事故表明,任何类型的拱坝,包括被认为最安全的拱坝,都会被摧毁(Serafim,1987)。马尔巴塞拱坝事故表明,当时对水在岩体中的流动规律知之甚少。这个惨痛的教训极大地促进了岩石力学特别是岩石水力学的发展。本文将引用已发表的文献,从岩石水力学的角度分析事故发生的机理。

2.3.1官方分析溃坝原因马尔巴塞拱坝的所有者法国农业部于65438年2月5日成立了调查委员会。几个月后提交了一份临时报告。8月份代表政府提交了最终报告1960,并发布了1962的夏季报告(Laeger,1963)。报告主体只有55页,还有40个附件,所以* * *形成了一个三页的报告。委员会委托法国电力对大坝应力进行复核,最大压应力为6.1MPa,混凝土抗压安全系数为5.3。拱顶存在65438±0 MPa的局部拉应力。法国电力还检查了拱门的独立工作条件。左岸重力墩也进行了验算,在拱圈单独作用下是安全的。大量带基岩的混凝土块被冲走,混凝土与岩石界面未发现破坏迹象。混凝土质量良好,抗压强度为33.3 MPa ~ 53.3 MPa。由此判断,大坝事故是由坝基岩石引起的。委员会认为大坝下渗水产生的压力造成了第一阶段的破坏(Jaeger,1979,391)。

2.3.2大坝工程界对溃坝原因的讨论法国官方最终报告发表后,引起了大坝工程界的广泛关注。科因和Bellier公司对马尔普塞特拱坝坝基的片麻岩进行了渗透性试验(Bellier和London,1976),得到了渗透性与应力之间的明显关系。根据这种关系,清楚地解释了拱坝事故的原因,隆德(1985,1987)在国际工程基础会议和大坝事故国际研讨会上作了报告。期间发表了一些重要论文’);" & gt论文和专著主要有耶格(1963,1979)、哈比卜(1987)、波斯特和博纳齐(1987)、塞拉菲姆(1981,658)。马尔巴塞拱坝事故已经过去40多年了,其事故原因至今尚未得到充分认识。但多数专家认为,坝基孔隙水压力过大是事故发生的主要原因。

2 . 3 . 3 Londe(1987)片麻岩具有片状结构的分析。实验研究表明,当窄条荷载垂直于面理时,应力以扩散方式向岩体深部扩散,而当荷载平行于面理时,应力分布呈条带状向岩体深部扩散但无法扩散(图3)。马尔巴塞拱坝由于与片麻岩片岩的空间相对关系,左坝肩拱推力平行于片岩,右坝肩拱推力垂直于片岩。承载后左、右坝肩岩体的应力分布差异很大。由于大坝左侧存在断层F1,从拱部支护到断层F1,在左坝肩形成高应力岩体条带。贝尔奈克斯对马尔巴塞拱坝溃坝后片麻岩的渗透性与应力关系进行了室内试验,发现片麻岩的渗透性与应力关系非常明显。这种关系由指数s表示:

图3荷载作用下垂直面理和平行处理的应力分布

S=k-1/k50

(1)

式中:k-1为拉应力为0.1MPa时岩块的渗透系数,k50为压应力为5MPa时岩块的渗透系数。

测试表明,S指数最大值可达200。根据岩石渗透性与应力关系的试验结果,在拱坝推力的作用下,左坝肩拱架至F1的断层实际上形成了一条条不透水的帷幕,相当于一个地下大坝。该区域的渗透系数仅为围岩的1/100或更小。由于带内和带外的渗透系数相差100倍,大坝周围的渗流水头全部消耗在防渗带内。因此,在防渗带的上游有一个与全水头相对应的压力。左坝基岩体在全水头压力作用下沿F1断层滑动,导致拱坝溃决(图4)。

2 . 3 . 4 Wittke和Leonards的分析西德亚琛大学的witt ke教授于1984年秋视察了马尔巴塞拱坝坝址,并立即对大坝事故的原因进行了研究。作为亚琛大学的访问学者,作者部分参与了这项研究工作。Wittke从岩体渗流的增量荷载理论出发,用有限元法分析了水压力、自重和渗流荷载作用下大坝和坝基的变形和应力。结果表明,拱坝坝踵岩体在叶理垂直方向上产生拉应力,该处的叶理产生拉裂缝。水库水进入裂缝并使裂缝分裂到较低的断层,在裂缝中形成全水头压力,使左坝肩向F?1断层岩体不稳定(图5),溃坝。

图4 Londe对马尔巴塞拱坝溃坝的解释。

图5维特克对马尔巴塞拱坝破坏的解释。

图4和图5中马尔巴塞拱坝的破坏分析在形式上是一致的,但出发点不同。岩体中存在节理、裂隙、片理、层理、断层等多种结构面,水流主要沿这些结构面运动。对于大多数岩石,岩块的渗透性通常可以忽略不计。从这个角度来看,维特克对马尔巴塞拱坝溃坝原因的分析是最切合实际的。塞拉菲姆和维特克的观点基本一致。

2.4总结马尔巴塞拱坝溃坝造成的灾难。对这一事故的分析和研究,加深了工程界对岩石力学的认识,促进了岩石水力学的发展,现已成为岩石力学的一个重要分支。显然,岩石水力学的形成对科学的发展和工程的安全具有重要意义。1987年在普渡大学召开的溃坝问题国际研讨会上,G.A.Leonards主席的总结发言中有一段评论:“...……马尔巴塞溃坝是推动初步形成的岩石力学成为一门欣欣向荣的岩石工程学科的主要动力,它可以广泛应用于土木工程,包括大坝、隧道、大型地下洞室、天然岩石边坡和人工岩石边坡的稳定性。……"