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NB∕T 10512

2023-07-01 18:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

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1、ICS 27.140P59中华人民共和国能源行业标准中华人民共和国能源行业标准NB / T 10512-2021P代替代替 DL/T 5353-2006水电工程边坡设计规范水电工程边坡设计规范Code for Slope Design of Hydropower Projects2021-01-07 发布2021-07-01 实施国 家 能 源 局发布NBNBI中华人民共和国能源行业标准中华人民共和国能源行业标准水电工程边坡设计规范水电工程边坡设计规范Code for Slope Design of Hydropower ProjectsNB/T 10512 -2021NB/T 10512 -

2、2021代替 DL/T 5353-2006代替 DL/T 5353-2006主编部门:水电水利规划设计总院批准部门:国家能源局施行日期:2021 年7月1 日主编部门:水电水利规划设计总院批准部门:国家能源局施行日期:2021 年7月1 日中国水利水电出版社中国水利水电出版社2021北京II国 家 能 源 局公告2021 年第年第 1 号号国家能源局批准水电工程建设征地移民安置综合设计规范等320 项能源行业标准(附件 1)、Carbon steel and low alloy steelfor pressurized water reactor nuclear power plants-Pa

3、rt 7:Class 1, 2, 3 plates等 113 项能源行业标准外文版(附件 2)、水电工程水生生态调查与评价技术规范等 5 项能源行业标准修改通知单(附件 3),现予以发布。附件:1.行业标准目录2.行业标准外文版目录3.行业标准修改通知单国家能源局2021 年 1 月 7 日附件 1:行业标准目录序号标准编号标准名称代替标准采标号批准日期实施日期29NB/T10512-2021水电工程边坡设计规范DL/T5353-20062021-01-072021-07-01III前言前言根据国家能源局关于下达 2013 年第二批能源领域行业标准制(修)订计划的通知(国能科技2013526

4、号)要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国内外标准,并在广泛征求意见的基础上,修订本规范。本规范主要技术内容是:总则、术语、基本规定、边坡分级与设计安全系数、边坡结构与失稳模式分析、边坡稳定性计算与分析、边坡工程治理设计、安全监测和预警系统设计。本规范修订的主要技术内容是:将适用范围修改为“本规范适用于水电工程枢纽工程区边坡、危及水工建筑物安全的水库边坡以及对工程运行有影响的河道边坡的治理设计。”增加了设计使用年限的内容,提出在设计使用年限内定期检测和维修的要求;增加了“C 类河道边坡”类别及设计安全系数内容,对边坡分级标准进行了细化;增加了边坡抗倾稳定分析的内容;增加了

5、边坡稳定性初步判别的内容;增加了边坡抗震设计原则及标准的内容;增加了边坡抗滑稳定计算中强度折减法计算分析的内容;明确了边坡设计安全系数对应于岩体和结构面抗剪断强度指标以及土体抗剪强度指标;删除了确定各向同性节理岩体抗剪强度的 RMR 法与 GSI 系统。本规范由国家能源局负责管理,由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理,由能源行业水电勘测设计标准化技术委员会(NEA/TC15)负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送水电水利规划设计总院(地址:北京市西城区六铺炕北小街 2 号,邮编:100120)。本规范主编单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司水电水利规划设计总院IV

6、国家能源水电工程技术研发中心高边坡与地质灾害研究治理分中心本规范参编单位:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司中国水利水电科学研究院本规范主要起草人员:姚栓喜周恒蔡云鹏白兴平巨广宏谢金元陈祖煜杨泽艳王国进王富强湛正刚邓成进孙平魏坚政王卫国陈永福李晓彬杨怀德宁宇侯延华刘鹏唐碧华杨伟强周晓平王志硕本规范主要审查人员:党林才周建平严永璞孙玉军姚福海周春宏胡梦蛟苏岩阳运生陈念水张建国刘建党发宁林锋宋彦辉朱焕春张雄钱玉英赖道平方光达刘荣丽米应中 姜正良 熊登峪李仕胜V目次1总则.12术语.23基本规定.44边坡分级与设计安全系

7、数.55边坡结构与失稳模式分析.75.1一般规定.75.2边坡结构模型.75.3边坡稳定性初步判别.95.4边坡破坏运动形式分析.105.5边坡的代表性剖面.106边坡稳定性计算与分析.116.1一般规定.116.2边坡上的作用及作用组合.116.3岩土体剪切强度取值分析.156.4边坡抗滑稳定分析.166.5边坡抗倾稳定分析.186.6边坡应力变形分析.187边坡工程治理设计.207.1一般规定.207.2边坡开挖.217.3边坡排水.227.4边坡坡面保护.247.5边坡浅表层加固.247.6抗滑桩.257.7抗剪洞与锚固洞.267.8预应力锚索.277.9边坡支挡.288安全监测和预警系

8、统设计.30VI8.1一般规定.308.2安全监测系统.308.3预警系统.32附录 A 水电工程边坡分类.34附录 B 水电工程边坡结构分类.35附录 C 水电工程边坡变形破坏分类及滑坡类型分类.38附录 D 边坡抗滑稳定性的可靠度评价.40附录 E 岩质边坡稳定性初步判别.43附录 F 抗滑稳定计算方法及公式.46附录 G 抗倾稳定计算与分析.60附录 H 持久与短暂状况水荷载估算方法.65附录 J 边坡岩土体的力学参数.67附录 K 抗滑桩计算.70本规范用词说明.75引用标准名录.76附:条文说明.77VIIContents1General Provisions.12Terms.23B

9、asic Requirements. 44Slope Classification and Design Safety Factor .55Slope Structure and Failure ModeAnalysis.75.1General Requirements.75.2Slope Structure Model.75.3Preliminary Evaluation of Slope Stability.95.4Analysis of Slope Failure Movement.105.5Representative Sections for Slope Stability Anal

10、ysis.106Slope Stability Calculation and Analysis.116.1General Requirements.116.2Actions on Slope and Their Combinations.116.3Evaluation of Shear Strength Values of Rock and Soil Mass.156.4Slope Sliding Stability Analysis.166.5Slope Toppling Stability Analysis.186.6Slope Stress and Deformation Analys

11、is.187Slope Engineering Design .207.1General Requirements.207.2Slope Excavation.217.3Slope Drainage.227.4Slope Surface Protection.247.5Slope Superficial Reinforcement.247.6Slope Stablizing Pile.257.7Shear-Resistant Plug and Retaining Concrete Plug.267.8Prestressed Tendon.277.9Slope Support and Retai

12、ning Structure.28VIII8Design of Safety Monitoring and Alarm System.308.1General Requirements.308.2Safety Monitoring System.308.3Alarm System.32Appendix ASlope Classification for Hydropower Projects. 34Appendix BSlope Structure Classification for Hydropower Projects.35Appendix CClassification of Slop

13、e Deformation Failure and Landslide forHydropower Projects. 38Appendix DReliabilityAssessment of Slope Sliding Stability.40Appendix EPreliminary Evaluation of Rock Slope Stability.43Appendix FSliding Stability Calculation Methods and Formulae.46Appendix GToppling Failure Calculation and Analysis.60A

14、ppendix HEstimation of Water Load for Persistent and Transient Design Situations.65Appendix JMechanical Parameters of Slope Rock and Soil Mass.67Appendix KCalculation for Slope Stablizing Pile.70Explanation of Wording in This Code. 75List of Quoted Standards. 76Addition: Explanation of Provisions.77

15、11总总 则则1.0.1为规范水电工程边坡设计,达到安全可靠、经济合理、技术先进、生态环保的要求,制定本规范。1.0.2本规范适用于水电工程枢纽工程区边坡、危及水工建筑物安全的水库边坡以及对工程运行有影响的河道边坡的治理设计。1.0.3对特别重要的或条件复杂的边坡, 其安全设计标准、 稳定性分析及其评价、综合治理措施等应进行专门研究论证。1.0.4水电工程边坡设计应综合利用科学研究成果和工程实践经验,并应积极论证采用国内外先进技术。1.0.5水电工程边坡设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。22术术 语语2.0.1工程边坡engineering slope经人工改造形成的边坡

16、,或受工程影响的边坡,或对工程安全有影响的边坡。2.0.2稳定边坡stable slope能保持稳定的边坡,或不影响安全的变形收敛边坡。2.0.3变形边坡deforming slope有明显变形或蠕变迹象的边坡。2.0.4边坡工程slope engineering为达到一定目的对边坡进行改造的工程。2.0.5溃屈buckling层状结构顺向边坡的上部岩体沿软弱面蠕滑, 由于下部受阻而出现岩层鼓起、碎裂、脱层的现象。2.0.6倾倒toppling层状反倾边坡或陡倾层状结构边坡由表及里,岩层逐渐向外弯曲、拉裂、倒塌的现象。2.0.7边坡安全系数slopesafety factor; slope s

17、tability factor表征边坡抗滑稳定或抗倾稳定程度的指标,为作用在滑面上的抗滑力与滑动力的比值,或作用在坡体的抗倾覆力矩与倾覆力矩的比值。2.0.8边坡设计安全系数design safety factor of slope为使边坡达到预期安全程度所需的边坡允许最低安全系数。2.0.9极限平衡法limit equilibrium method建立静力极限平衡方程求解边坡稳定安全系数的方法。2.0.10上限解upper-bound solution对于滑动破坏模式,若能确保滑面和滑体内结构面均达到极限平衡,对均质土边坡确保滑体内每一点均达到极限平衡,则相应的安全系数一定大于或等于相应真值

18、,此解即上限解。2.0.11下限解lower-bound solution对于滑动破坏模式,若沿滑面达到极限平衡,且保证滑体内未全部达到极限平衡,则相应的安全系数一定小于相应真值,此解即下限解。32.0.12动态设计dynamitic design根据边坡施工过程中的勘察资料,结合永久监测系统或临时监测系统反馈信息进行边坡稳定性复核计算和修正原设计的设计方法。2.0.13风险分析risk analysis分析风险因素发生的可能性及带来的经济损失程度。2.0.14地下排水系统sub-surface drainage system在边坡内由排水孔、排水洞、排水井相互连接形成的地下排水设施。2.0.

19、15抗滑桩slope stabilizing pile; slide-resistant pile竖向布置在边坡潜在滑动体内,穿过滑面并深入滑床以下可靠长度,提高边坡稳定性的桩柱结构。2.0.16抗剪洞shear-resistant plug岩质边坡内用钢筋混凝土将滑面上下盘岩体嵌固在一起,其方向可沿滑动面走向、也可与滑动面走向垂直或大角度相交起抗剪作用的洞塞结构。2.0.17锚固洞retaining concrete plug岩质边坡或滑坡内用钢筋混凝土及预应力锚索将上下盘岩体嵌固在一起,其方向与滑动方向水平投影基本平行的洞塞结构。43基基本本规规定定3.0.1工程选址和枢纽建筑物布置方案应

20、将边坡稳定作为比选因素。3.0.2水电工程边坡设计应在边坡地质勘察及试验工作成果的基础上进行,水电工程边坡地质勘察应符合国家现行标准 水力发电工程地质勘察规范 GB 50287、水电工程边坡工程地质勘察规程NB/T 10513、水电工程水库区工程地质勘察规程NB/T 10131 的规定。3.0.3水电工程边坡设计应根据边坡所处位置的地形、地质条件和边坡开挖体型,对边坡类别和边坡结构的划分、边坡变形与破坏型式进行研究,分析和评价边坡稳定条件。水电工程边坡分类宜符合本规范附录 A 的规定,水电工程边坡结构分类宜符合本规范附录 B 的规定, 水电工程边坡变形破坏分类及滑坡类型分类宜符合本规范附录 C

21、 的规定。3.0.4水电工程边坡设计应根据水电工程枢纽布置方案和边坡工程地质条件,分析边坡重要性、边坡失事风险和影响损失程度,确定边坡安全级别及设计安全系数、边坡设计原则和基本要求;分析边坡失稳破坏模式,选择适当的稳定分析方法,对加固处理措施进行技术经济综合比较,选择处理措施。3.0.5边坡稳定分析的基本方法应采用极限平衡分析方法,并采用单一安全系数法进行评价。对于级、级的高边坡、特高边坡及超高边坡,宜采取 2 种或 2种以上的计算分析方法,宜采取包括有限元、离散元等数值分析方法进行稳定分析,综合评价边坡变形与稳定安全性。对于特别重要或条件复杂的工程边坡,应进行专门的数值分析,研究其变形机理、

22、破坏类型和有效的加固处理措施。边坡抗滑稳定性的可靠度评价可采用本规范附录 D 规定的方法。3.0.6边坡工程设计和施工应结合历史调查、地质预测预报、地质编录和监测分析反馈资料,调整边坡稳定性分析参数,实现边坡工程全过程动态设计。3.0.7永久边坡设计使用年限应与所影响的建筑物设计使用年限相适应。边坡设计应根据支护结构所处环境、施工技术及耐久性要求等,采用相应的材料、结构及防护措施,并应提出在设计使用年限内定期检查和维护的技术要求。3.0.8边坡工程设计应考虑环境保护、水土保持和施工安全等因素。3.0.9危及水工建筑物安全的水库边坡和滑坡宜根据边坡、滑坡特性提出库水位上升或下降的速率要求。54边

23、边坡坡分分级级与与设设计计安安全全系系数数4.0.1水电工程边坡类别和级别应按其所属枢纽工程等级、建筑物级别、边坡所处位置、边坡重要性、失稳危害程度进行划分。水电工程边坡类别和级别划分应符合表 4.0.1 的规定。表 4.0.1水电工程边坡类别和级别划分级别A 类枢纽工程区边坡B 类水库边坡C 类河道边坡影响1级水工建筑物安全的边坡失稳产生危害性涌浪或灾害可能危及 1 级水工建筑物安全的边坡失稳可能影响 1 级水工建筑物运行的边坡影响 2 级、3 级水工建筑物安全的边坡失稳可能危及 2 级、 3 级水工建筑物安全的边坡失稳可能影响 2 级、3 级水工建筑物运行的边坡影响 4 级、5 级水工建筑

24、物安全的边坡要求整体稳定而允许部分失稳或缓慢滑落的边坡要求整体稳定而允许部分失稳或有滑落容纳安全空间的边坡注:料场边坡应根据其所处位置及对水工建筑物影响程度按本表进行分类分级。不在表中所述三类区域的料场边坡应根据边坡失稳风险及危害程度分析确定。4.0.2枢纽工程区边坡失事仅对建筑物正常运行有影响,而不危害建筑物安全和人身安全的,经论证,边坡级别可降低一级。4.0.3通过安全监测可以预测、预报稳定性变化,并能采取措施对其失稳进行防范的水库及下游河道蠕变边坡或潜在不稳定边坡,经论证,边坡级别可降低一级或二级。4.0.4面积范围大的边坡宜根据对建筑物影响程度,将边坡分段或分区划分级别。4.0.5水电

25、工程边坡稳定分析应区分不同的荷载效应组合或运用状况,采用极限平衡法的下限解法进行抗滑稳定计算时,边坡抗滑稳定设计安全系数应符合表4.0.5 的规定。表 4.0.5边坡抗滑稳定设计安全系数级别A 类 枢纽工程区边坡B 类 水库边坡C 类 河道边坡基本组合偶然组合基本组合偶然组合基本组合偶然组合持久状况短暂状况偶然状况持久状况短暂状况偶然状况持久状况短暂状况偶然状况I1.301.251.201.151.101.051.251.151.151.051.051.201.101.101.051.05II1.251.151.151.051.051.151.051.101.051.051.001.101.0

26、51.051.021.021.00III1.151.051.101.051.001.101.051.051.001.001.051.021.021.001.00注:本表边坡抗滑稳定设计安全系数对应于设计采用的岩体和结构面抗剪断强度指标和土体抗剪强度指标;其强度指标均是以岩土体峰值强度小值平均值为基础进行取值。64.0.6针对具体边坡工程选用抗滑稳定设计安全系数时,应对边坡与建筑物关系、边坡工程规模、地质条件复杂程度以及边坡稳定分析的不确定性等因素进行分析,并从本规范表 4.0.5 中所给范围内选取。对于失稳风险大或稳定分析中不确定性因素较多的边坡,设计安全系数宜取高值,反之宜取低值。4.0.7

27、特别重要、失事后危害巨大或有变形极限要求的边坡,经论证,设计安全系数取值可高于本规范表 4.0.5 中的规定。75边坡结构与失稳模式分析边坡结构与失稳模式分析5.1一般规定一般规定5.1.1水电工程边坡设计应全面收集和分析边坡地形、植被、气象、水文、地震、工程地质和水文地质、建筑物布置等资料,应通过地质调查与勘测,研究边坡演化历史、边坡目前状况,以及人类生产活动对边坡的可能影响,并应在此基础上,开展边坡开挖体型设计、边坡稳定分析和综合治理设计研究。5.1.2水电工程边坡设计应根据工程地质分析和评价,结合建筑物布置对边坡进行分区分段,并应确定边坡工程地质类型,判定边坡稳定基本条件和可能发生变形、

28、破坏的机理和模式,确定开展稳定分析和治理设计的边坡范围。5.1.3地质条件复杂或对工程和环境影响较大的边坡,以及地下工程开挖、坝基开挖等对边坡稳定有不利影响的边坡,宜结合地质勘察和地面、地下工程施工及早建立安全监测系统,进行监测分析,及时掌握边坡动态。5.2边坡结构模型边坡结构模型5.2.1边坡应根据其成因类型、组成物质、边坡坡高、与建筑物的关系、存在时间、稳定状态等进行分类。5.2.2岩质边坡结构模型的确定应符合下列要求:1岩质边坡结构分类宜按本规范第 B.0.1 条的有关规定确定。2应根据地质资料分析岩体中不同类型、不同规模结构面组合情况;应采用极射赤平投影法或其他方法,分析在边坡内可能存

29、在的潜在不稳定岩体或块体,并应符合下列要求:1)在有多个结构面组合的情况下,应首先分析由软弱结构面、软弱层带和贯穿性结构面组合形成的确定性块体;其次分析软弱结构面、软弱层带和贯穿性结构面与成组节理或层面裂隙组合构成的半确定性块体。2)在无软弱结构面和贯穿性结构面的岩体内,应分析由成组结构面或层面等裂隙构成的随机块体。3层状结构的岩质边坡,应根据层面产状与边坡坡面的相对关系,划分层状岩体边坡结构类型,判断其可能发生的变形与破坏型式。84滑动破坏类型的块状结构、层状结构和镶嵌结构岩质边坡,应按平面型滑动、折线型滑动、楔形体滑动、复合滑面型滑动等滑动模式,选取相应的抗滑稳定计算方法进行稳定分析。5碎

30、裂结构的岩质边坡,除对上述四种滑动模式进行分析外,还应对弧面型滑动模式进行分析。6散体结构岩质边坡的抗滑稳定分析可按土质边坡对待。7倾倒破坏类型的边坡,应按弯曲型倾倒、岩块型倾倒、岩块-弯曲型倾倒和压缩型倾倒等倾倒模式,选取相应的抗倾稳定计算方法进行稳定分析。5.2.3土质边坡结构模型的确定应符合下列要求:1土质边坡结构分类宜按本规范第 B.0.2 条的有关规定确定。2不同结构类型的土质边坡宜按下列滑动破坏型式进行分析:1)均质黏性土滑动破坏按弧面型滑动。2)均质砂性土滑动破坏按平面型滑动。3)层状土可能沿层面或复合的层面滑动。4)碎石土边坡可能沿弧面型发生滑动。5)具有上土下岩结构的岩土混合

31、边坡,可能发生土体沿基岩顶面的滑动,也可能有发生在土体或岩体内部的滑动。3黄土、软土、膨胀土、冻土等特殊土质边坡,应根据工程地质条件,结合变形分析,研究确定其失稳模式。5.2.4边坡变形破坏分类及范围、边界的确定应符合下列要求:1边坡变形破坏分类宜按本规范第 C.0.1 条的有关规定确定。2滑动破坏类型的变形体、松动体和蠕变体等变形边坡,应根据地质资料,确定其分布范围、边界、内部切割面和潜在滑动面位置。3非滑动破坏类型的崩塌、倾倒、溃屈、拉裂和流动等变形边坡,应根据地质资料,确定其分布范围、内部结构分区和影响深度。5.2.5滑坡和失稳后边坡分类确定应符合下列要求:1滑坡类型分类宜按本规范第 C

32、.0.2 条的有关规定确定。2滑坡、塌滑体或失稳后堆积体边界面,应根据地质资料确定,包括底部滑动面、后缘拉裂面和侧缘切割面,以及滑坡体内部的次级结构面。95.3边坡稳定性初步判别边坡稳定性初步判别5.3.1边坡稳定性的初步判别应综合考虑气象水文条件、岩土体物理力学特性、坡体结构、控制性结构面及边坡变形破坏特征、水流条件等因素。5.3.2岩质边坡稳定性的初步判别宜按本规范附录 E 的规定判别。5.3.3滑动类型的边坡存在下列一种或多种情况,可初步判别为有可能滑动失稳边坡:1处于蠕变阶段或正在发生变形破坏的边坡;坡面上出现平行边坡走向的张裂缝或环形裂缝的边坡。2软硬相间层状岩体中硬岩已发生张裂变形

33、的边坡。3顺坡向卸荷裂隙发育的边坡;存在有倾向坡外的结构面、且结构面倾角小于坡角并大于其内摩擦角的岩质边坡。4碎裂结构岩体或散体结构岩体开挖坡比较陡的边坡;存在有倾向坡外结构面的切脚开挖边坡。5分布有巨厚层堆积物的边坡。6蓄水淹没土质边坡坡脚或堆积体坡脚,或淹没滑坡体前缘剪出口;坡脚受水流淘刷的土质边坡。5.3.4不同结构倾倒边坡存在下列情况时,可初步判别为有可能倾倒失稳的边坡:1弯曲型结构倾倒边坡的岩层强烈弯曲,其根部深层折断面已贯通并与后缘拉裂面连通,最终可能演化成滑坡。2块状型结构倾倒边坡的坡体表层已解体倾覆,顶部出现反坡台坎与塌陷变形,深部折断面已接近贯通。3块状-弯曲型结构倾倒边坡的

34、表层岩体已碎裂、解体,坡顶后缘出现多条塌陷裂缝,坡体中部发生强烈“悬臂梁”式倾倒,深部底滑面可能已贯通。4压缩型结构倾倒边坡的后缘拉裂缝贯通,软弱基座被掏蚀或产生不均匀压缩变形。105.4边坡破坏运动形式分析边坡破坏运动形式分析5.4.1破坏型式对工程布置或治理方案有重要影响的边坡,应进行失稳破坏运动形式与失稳后堆积形态的分析。5.4.2边坡破坏运动形式分析应根据地质勘察成果,划分边坡破坏类型,预测边坡破坏过程,分析边坡破坏运动形式。5.4.3具有多级滑动面的滑动破坏边坡应划分主滑面和次滑面,以极限平衡方法计算整个滑体和局部滑体的边坡安全系数,据此预测解体滑动破坏的可能和各个局部滑动的先后顺序

35、、堆积方式,预测一次性最大滑动方量。5.4.4非滑动破坏类型的倾倒、溃屈、崩塌等变形边坡应进行倾倒破坏、溃屈破坏、崩塌破坏等的运动形式分析。5.4.5重要边坡或地质条件复杂边坡宜辅以有限单元法、离散元法、不连续变形分析法或其他块体运动分析法等,研究预测边坡破坏运动形式。特别复杂的、失稳可能危及水工建筑物安全的边坡可开展物理力学模型试验,研究边坡破坏运动形式。5.4.6近坝库岸大中型滑坡体、潜在不稳定体,应分析预测滑体运动速度和运动距离;可通过滑坡涌浪计算或涌浪模型试验,分析预测沿河道直至坝前可能形成的涌浪高度,确定预警和防护方案。5.5边坡的代表性剖面边坡的代表性剖面5.5.1边坡代表性剖面应

36、沿与边坡走向正交的方向绘制,并应详细标注边坡岩层、风化、卸荷、构造、地下水、潜在滑带或深部折断面等工程地质和水文地质信息。当边坡按照地质条件和稳定性状态被分成若干区段时,每个区段应至少有 1 条代表性剖面。有条件时,可建立三维地质模型。5.5.2潜在滑坡和可能失稳边坡应沿可能滑动位移方向绘制纵剖面图,作为平面应变模型的代表性剖面,纵剖面不宜少于 3 条;其中主剖面应代表最危险的滑动面或通过滑动面最深的位置。垂直滑动方向的横剖面不宜少于 2 条。5.5.3边坡代表性剖面图在垂直和水平方向上应为等比例尺,比例尺的大小应满足分析计算要求。 枢纽工程区的边坡平面图和剖面图, 其比例尺不宜小于 1:10

37、00。116边坡稳定性计算与分析边坡稳定性计算与分析6.1一般规定一般规定6.1.1可能发生滑动失稳的边坡应进行抗滑稳定分析,抗滑稳定计算方法及公式应符合本规范附录 F 的规定。可能发生倾倒失稳的边坡应进行抗倾稳定分析,危岩体和典型的岩块型倾倒边坡的抗倾稳定计算与分析应符合本规范附录 G 的规定。6.1.2溃屈破坏的边坡应以地质定性及半定量分析为基础,研究确定可能发生溃屈的部位,再按发生溃屈后的滑动破坏面进行抗滑稳定分析。6.1.3崩塌破坏的边坡应根据地质资料,划定危岩和不稳定岩体范围,采取定性及半定量分析方法,评价其稳定状况。6.1.4重要部位的边坡除应进行边坡自然状态、最终状态的稳定分析外

38、,还应按边坡的开挖和支护施工顺序,进行施工期间不同阶段的稳定分析。6.1.5正在进行工程施工的边坡,当地质条件发生较大变化或监测信息异常时,应及时进行稳定性复核。6.1.6边坡稳定分析宜收集下列基本资料:1工程地质平面图、剖面图、平切面图以及边坡现场特征、地震动参数等工程地质资料。2地下水位等值线图、地下水长期观测资料、各岩层渗透系数等水文地质资料。3岩土体的密度、孔隙率、天然含水量、抗压强度、抗剪强度、变形模量、弹性模量和泊松比等的试验标准值和地质建议值;开展过的有控制性结构面抗剪断试验的应力位移曲线、岩体变形试验的加载卸载变形曲线等岩土体物理力学特性资料。4天然状况、施工期和运行期库水的特

39、征水位;降雨量、降雨强度和降雨过程资料;泄洪雾化范围、泄洪历时和雨强等有关资料。5枢纽布置平面图、建筑物平面图及剖面图等资料。6.2边坡上的作用及作用组合边坡上的作用及作用组合126.2.1自重作用的计算应符合下列要求:1地下水位以上的岩土体自重应采用天然重度计算。 地下水位以下的岩土体自重应根据计算方法分析选择,并应符合下列要求:1)在边界面上和计算的分条、分块面上以面力计算水压时应采用饱和重度。2)以体力法计算水压力时应采用浮重度。3)降雨情况下的非饱和岩土体采用具有一定含水量的重度,可根据测试或估算确定。2坡体上的建筑物,包括加固治理结构物,应计入坡体自重。各种材料的重度应采用平均值,并

40、应符合现行国家标准水工建筑物荷载标准GB/T 51394 的规定。6.2.2地下水作用的计算应符合下列要求:1边坡各部位孔隙水、 裂隙水或层间承压水的压力应根据水文地质资料和地下水位长期观测资料或渗流分析成果确定。采用地下水最高水位作为持久状态水位,以特大暴雨或久雨、或可能的泄流雾化雨发生的暂态高水位作为短暂状态水位,持久与短暂状况水荷载估算方法可按本规范附录 H 的规定执行。2具有地下水疏排的边坡应确定经疏排作用后的地下水位线。 对排水失效和施工期排水设施不完善等情况,应作为短暂状态水位处理。3在地下水位以下的岩体内的贯通性结构面和强卸荷裂隙带, 可按地下水等水位线图内插或外延,确定作用其面

41、上的地下水压力。4岩质边坡深部潜在不稳定体边界面并非完全贯通时, 裂隙水压力可相应折减。5有地下水渗流的水下岩土体,当采用体力法以浮重度计算时,应考虑渗透水压力作用,对于没有被河水完全淹没的滑体部分,其渗透水压力或动水压力值Pwi应按下式计算:iiwwiJVP(6.2.2)式中:w水的重度(kN/m3);iV第 i 计算条块单位宽度岩土体的水下体积(m3/m);Ji第 i 计算条块地下水渗透比降。136水库蓄水后岸坡内地下水位宜根据实测值确定;当缺少实测值或水库尚未蓄水时,可根据水库浸没计算确定。确定边坡上的作用时应研究施工和运行期间河水、库水和地下水条件的变化及其对岩土物理力学特性的影响。7

42、在对降雨或泄流雨雾引起地下水位短期壅高情况, 以及水库水位骤降情况进行边坡稳定分析时,渗透系数应采用小值平均值,地下水位宜按不稳定渗流估算或采用非稳定渗流场分析的方法确定。降雨引起的短暂状况水荷载值可按本规范附录 H 的规定方法计算。8经受泄洪雨雾作用的边坡可根据数值分析、 工程经验和工程类比确定泄洪雨雾的影响范围和雨雾强度分布, 可按本规范附录 H 的规定确定其短暂状况水荷载值。6.2.3将不稳定岩土体或潜在不稳定岩土体固定到稳定岩土体的加固力应按增加的抗滑力或抗倾力矩考虑。边坡表层的系统锚固不应作为加固力。6.2.4地震作用的计算应符合下列规定:1设计烈度为度时,可不进行抗震计算;设计烈度

43、为度及以上时,应计算地震作用力的影响。2边坡抗震设防标准应符合下列规定:1)A 类级边坡应采用 50 年基准期超越概率 5%的地震动参数进行地震设防;其它边坡应采用 50 年基准期超越概率 10%的地震动参数进行地震设防。2)对于 B 类级近坝边坡,经论证可采用 50 年基准期超越概率 5%的地震动参数进行地震设防。3)对于级边坡失稳后会直接导致挡水建筑物损毁,造成严重灾害的,应进行专门研究。3设计烈度为度及以上的级、级边坡,宜同时计入水平向和竖向地震作用;竖向设计地震加速度的代表值可取水平向设计地震加速度代表值的 2/3,在近场地震时应取水平向设计地震加速度代表值。4边坡抗震稳定计算可采用拟

44、静力法,同时考虑竖向地震作用效应时可取0.5 的遇合系数;对于特别重要的、地质条件复杂的工程边坡,应进行基于动力分析的专门研究。145采用拟静力法计算地震作用效应时,沿边坡高度作用于质点 i 的水平向地震惯性力代表值可按下式计算:hEF/iiiaGg(6.2.4)式中:iF作用在质点i 的水平向地震惯性力代表值(kN);ha水平向设计地震动峰值加速度代表值(m/s2);地震作用的效应折减系数,取=0.25;EiG集中在质点i 的重力作用标准值(kN);i质点的动态分布系数,可取i=1,经论证后也可自边坡底部向上进行放大;g重力加速度(m/s2)。6基于动力分析专门研究的边坡, 宜采用非线性本构

45、关系进行动力时程分析,分析中宜考虑地基辐射阻尼的影响,可采用动力强度折减法对边坡位移、残余位移或变形、 滑动面张开度等地震响应的综合分析, 评价其变形及抗震稳定安全性。6.2.5边坡设计作用组合应符合表 6.2.5 的规定:表 6.2.5 边坡设计作用组合作用组合自重外水压力地下水压力加固力地震力备注基本组合除地震、 校核洪水位以外的其他情况偶然组合校核洪水位情况偶然组合地震情况6.2.6边坡工程应按下列三种设计状况进行设计:1持久状况应为边坡正常运用工况,应采用基本组合设计。2短暂状况应包括施工期缺少或部分缺少加固力; 缺少排水设施或施工用水形成地下水位增高;运行期暴雨或久雨、或可能的泄流雾

46、化雨,以及地下或地表排水短期失效形成的地下水位增高; 水库水位骤降、 骤升或水库紧急放空等情况。短暂状况应采用基本组合设计。3偶然状况应为校核洪水位、遭遇地震等情况,应采用偶然组合设计。156.3岩土体剪切强度取值分析岩土体剪切强度取值分析6.3.1岩土体物理力学参数的设计采用值应根据边坡工程地质条件和地质建议值选取。边坡岩土体的力学参数可按本规范附录 J 的规定确定。6.3.2在孔隙水压力可以确定的条件下,土质边坡稳定分析宜采用有效应力法,使用有效应力抗剪强度参数。按总应力法分析时应采用总应力强度参数。6.3.3岩质边坡稳定分析应采用有效应力法,软弱结构面原位剪切试验应以慢剪速度进行,室内直

47、剪试验应采用慢剪试验或明确孔隙水压力的快剪试验成果。6.3.4边坡稳定分析使用有效应力法时, 滑裂面上的抗剪强度应力f应按下式确定:tan)(tanuccf(6.3.4)式中:破坏面上总法向应力(kPa);破坏面上有效法向应力(kPa);c有效凝聚力(kPa);有效内摩擦角();u孔隙水压力(kPa)。6.3.5黏性土边坡可使用不排水剪或快剪强度参数进行总应力法分析,并宜符合下列规定:1使用非饱和黏性土快速填筑的土坡,滑裂面上的抗剪强度应力f可按下式确定:uuuufctan(6.3.5-1)式中:破坏面上总法向应力(kPa);uuc土的不固结不排水剪凝聚力(kPa);uu土的不固结不排水剪内摩

48、擦角()。2在饱和黏性土上快速填方或开挖形成的边坡,滑裂面上的抗剪强度应力f可按下式确定:cuccufctan(6.3.5-2)16式中:c在荷载发生变化前破坏面上的有效应力(kPa);cuc土的固结不排水剪凝聚力(kPa);cu土的固结不排水剪内摩擦角()。3由饱和黏性土组成的挡水边坡,在坡外水位骤降时,宜采用固结不排水剪强度参数。6.3.6现场原位试验在砂性土和饱和黏性土地基中应分别采用下列测试手段:1砂性土中宜使用标准贯入、静力触探、动力触探等手段,相应的试验成果应为土的有效摩擦角。2饱和黏性土中宜使用十字板剪切、静力触探和旁压试验等手段,相应的试验成果应为地基土在不同深度测定的固结不排

49、水剪的总强度f, 可直接用来进行总应力法稳定分析,即在地基不同深度赋以 ccu等于f和cu等于 0 的强度参数。6.3.7变形边坡和已失稳边坡可反演其临界状态的滑动面力学参数,其采用的安全系数应符合本规范第 J.1.6 条和第 J.2.3 条的规定。6.3.8边坡岩土体物理力学参数取值方法应符合现行国家标准水力发电工程地质勘察规范GB 50287 的规定。6.4边坡抗滑稳定分析边坡抗滑稳定分析6.4.1经稳定性初步判别有可能发生滑动失稳的边坡以及初步判别难以确定稳定性状的边坡,应进行抗滑稳定分析。6.4.2边坡稳定分析基本方法应采用平面极限平衡下限解法,当有充分论证时,也可采用上限解法,其设计

50、安全系数应符合本规范表 4.0.5 的规定。当用多种方法分析计算时,不同下限解法中应取其成果最高值,但不应超过上限解法中的最低值;采用上限解时,为安全计条块侧面的强度指标宜取低值,不同上限解法中应取其成果最低值。边坡抗滑稳定计算应符合本规范附录 F 的规定。6.4.3除本规范规定的基本方法外,级、级边坡可同时采用强度折减的数值分析方法进行验算,综合确定边坡稳定性。6.4.4边坡抗滑稳定分析可以平面二维应变分析为主,当三维效应明显时应在相同强度参数基础上进行三维稳定性分析。176.4.5在二维分析中,当同一滑坡或潜在不稳定岩体各段代表性剖面用同一种计算方法得出的安全系数不同时,可按各段岩体重量以



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