一、问题的提出
在安全鉴定中会发现有些老土石坝已运行45十年，但由于施工质量或是原断面设计偏紧，经复核分析后，坝身稳定安全系数不满足规范要求，为确保安全，常结合坝顶加宽采取放坡的加固措施。但在拼宽放坡中，为保证拼宽坝体填筑质量，使用不恰当的重型碾压设备、并采用震动碾压，没有顾及老坝体的强度，结果在分层碾压过程，使老坝体与拼宽体的结合面下产生塑性变形，随着碾压层面的升高，下滑重量增加，产生坝坡坍滑，给工程施工造成困难，带来损失。为防范这一现象的发生，本文就此结合一工程实例进行初步探讨。
二、产生坍滑原因
拼宽坝体在分层碾压过程，均以老坝坡面为基面，其碾压荷载，将在老坝坡面下产生相应的应力，若碾压荷载过重并采用震动碾压，则在老坝体边坡下产生塑性区，随着填筑高度的升高，塑性开展区也将由下向上延伸，在塑性开展区内的老坝体将产生剪切变形，使抗剪强度降低，当拼宽部分加到一定高度，下滑力大于坝基部分的抗滑力，即将产生滑坡。
某土石坝工程坝高20m，在大坝背坡采用拼宽加固， 拼宽部分采用砾石土填筑，厚度约2.8m，砾石含量大于60%，天然密度1.89t/m
3，抗剪强度指标ψ
q=35
o，C
q=0（经验值）；老坝体r=1.94t/m
3，饱和密度r
f=1.94t/m
3，快剪值C
q=1.35 t/m
2，ψ
q=18.9
o；固快C
cq=1.96t/m
2，ψ
cq=23.5
o，含水量W=23%左右，拼宽坝体在高程31.0m以下为强风化基岩。施工分层碾压厚度50cm，采用20t震动碾分层碾压，每层碾压6遍，当拼宽坝体碾压至47.0m高程时，坝坡下滑，产生破坏。
究其大坝滑坡产生的原因，超重的碾压及震动碾压是其主要原因。经检测，由于老坝体含水量偏高处于基本饱和状态，其饱和度Sr在85%~90%之间，在超强外载作用下将产生流塑区剪切变形。根据土体极限平衡条件，判别基底某点应力是否超过塑流界限，可用临界内摩擦角和临界凝聚力作为判别标准。
----------（1）
或
----------（2）
Ψk，Ck—地基中某点在荷载作用下，达到临塑状态时的摩擦角（度）、凝聚力（t/m
2）。砂性土用Ψk值，粘性土用Ck值。
C、Ψ—地基中某点的凝聚力、摩擦角。
σ
y、σ
x、τ
xy—在荷载作用下地基中某点的垂直应力、水平应力、剪应力。（可从土坝设计或有关基础设计手册中查用）
拼宽部分坝体从31.0m高程开始碾压，20t震动碾轮压为q=20t/m
2，震动碾钢轮宽度2m，碾压顺坡轴线分层压实。每层按拼宽的设计宽度分为若干条带，逐条进行，待一层碾压完毕后，铺筑上一层，层厚50cm，如此循环往复。在每层进行第一条带碾压时，紧贴老坝体，其碾压应力将传递到老坝体。现以31.0m起始高程进行分析。
30.5m高程有5个碾压条带，边缘条带与坝体相连，活载q=20t/m
2，作用宽度b=2m（相当碾压轮宽），荷载作用这双缘点不同深度地基往往最大，是控制断面。按上述（1）、（2）式中计算可得，沿坝身深度各点临界凝聚力和内摩擦角。
|
荷载边缘点（m） |
高程（m） |
临界凝聚力CK
（t/m2） |
基土凝聚力或摩擦角C（t/m2） |
|
0.0 |
30.8 |
3.48 |
1.35 |
|
0.0 |
30.34 |
3.71 |
1.35 |
|
0.0 |
30.00 |
3.62 |
1.35 |
|
0.0 |
28.79 |
3.30 |
350
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文章名称：
土石坝拼宽放坡碾压强度的探讨
文章地址：
http://www.qikanvip.com/luqiaojianshe/595.html
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