复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析.pdf

水利工程DOI:10.15961/j.jsuese.202200201复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析丁泽霖1，王肖楠1，张宏洋1*，王婧1，包闯2(1.华北水利水电大学 水利学院，河南 郑州 450046；2.扬州市广陵区李典镇人民政府，江苏 扬州 225106)摘要：胶凝砂砾石坝（cemented sand-gravel dam，CSG坝）是一种新型坝，具有大坝整体应力水平低、施工快速以及节约工程投资等优点。本文采用地质力学模型试验法，对CSG坝与重力坝在复杂地基上的深层抗滑稳定问题以及破坏差异进行分析，CSG坝原型选取守口堡大坝，与武都重力坝19#坝段坝址区复杂地基相结合成一新坝段，从而模拟CSG坝在复杂地基下的运行情况，并通过模型加载试验得到坝体的变形特点及复杂地基中断层和层间错动带的破坏形态。通过CSG坝与武都重力坝19#坝段的模型试验数据以及两者破坏形态对比分析可以得到：1）在相同的超载倍数下，重力坝坝体较CSG坝坝体变位更大；2）在最终破坏阶段，CSG坝与重力坝坝体均有轻微的扭转，其中重力坝坝体有轻微的顺时针转动，CSG坝坝体有轻微的逆时针转动；3）CSG坝与重力坝所在复杂地基的断层均发生了不同程度的滑移，其中断层10f2、f115发生了较大的相对变位；4）重力坝整体向下游变位较CSG坝明显，挤压破坏情况较为严重；5）模型试验中得到CSG坝安全度为6.4，重力坝安全度为3.0，运用刚体极限平衡分析得到CSG坝安全度为5.9，重力坝安全度为2.5。模型试验结果与理论分析结果相互验证，因此，从两者数据结果可得出CSG坝的极限承载能力较重力坝强，超载系数大，安全度较重力坝高，说明CSG坝是一种高安全性的坝型。关键词：CSG坝；重力坝；复杂地基；地质力学模型试验；超载法中图分类号：TV32+1文献标志码：A文章编号：2096-3246（2023）04-0197-10Comparative Analysis of Deformation and Failure of Gravity Dam with ComplexFoundation and Cemented Sand-gravel DamDING Zelin1，WANG Xiaonan1，ZHANG Hongyang1*，WANG Jing1，BAO Chuang2(1.North China Univ.of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou 450046,China;2.Peoples Government of Lidian Town,Guangling District,Yangzhou City,Yangzhou 225106,China)Abstract:Cemented sand-gravel dam(CSG dam)is a new type of dam,and has the advantages of low overall stress level,rapid construction,andsaving engineering investment.Aiming at the difference in failure form between the CSG dam and gravity dam on complex foundations and thestability of deep sliding,the method of the geomechanical model test was adopted,selecting the Shoukoubao dam as the prototype of the CSGdam,and comparing it with the Wudu gravity dam 19#dam.The complex foundation of the dam site area was combined to form a new dam sec-tion,to simulate the operation of the CSG dam under the complex foundation,and the deformation characteristics of the dam body and the dam-age of the fault layer and the interlayer dislocation zone of the complex foundation were obtained through the model loading tests.From the mod-el test data of the 19#dam section of the CSG dam and the Wudu gravity dam,and the comparative analysis of the failure modes,the results canbe obtained:1)Under the same overload multiple,the dam body of the gravity dam has a larger displacement than the dam body of the CSG dam;2)In the final failure stage,both the CSG dam and the gravity dam body are slightly twisted,the gravity dam body rotates slightly clockwise,and收稿日期:2022 03 13基金项目:“十三五”国家重点研发计划（2018YFC0406803）；国家自然科学基金青年基金项目（51709114）作者简介:丁泽霖（1983），男，副教授，博士.研究方向：水利工程结构模型试验及数值模拟.E-mail：*通信作者:张宏洋，E-mail：zzstar_ncwu_网络出版时间:2022 08 31 15:00:07 网络出版地址:https:/ http:/http:/ 第 55 卷 第 4 期工 程 科 学 与 技 术Vol.55 No.42023 年 7 月ADVANCED ENGINEERING SCIENCESJuly 2023the CSG dam body rotates slightly counterclockwise;3)the faults occur to varying degrees.The relative displacement of the fault layers 10f2 andf115 occurs due to the slippage;4)The overall downstream displacement of the gravity dam is more obvious than that of the CSG dam,and thecrushing damage is more serious;5)The safety degree of the CSG dam is 6.4 in the model test,the safety degree of gravity dam is 3.0,the safetydegree of CSG dam is 5.9 obtained by using the rigid body limit equilibrium analysis,the safety degree of gravity dam is 2.5.The model test res-ults and the theoretical analysis results have been verified by each other.Therefore,from the data results of the two,it can be concluded that theultimate bearing capacity of the CSG dam is stronger than that of the gravity dam,the overload coefficient is larger,and the safety degree is high-er than that of the gravity dam,indicating that the CSG dam is a kind of high-safety dam type.Key words:CSG dam;gravity dam;complex foundation;geomechanical model test;overload method 胶凝砂砾石坝（cemented sand-gravel dam，CSG坝）是一种结合了重力坝与土石坝技术优势而发展起来的一种新型坝，其筑坝材料胶凝砂砾石材料是将胶凝材料与砂砾石料通过搅拌、碾压等一系列工序混合，形成类似于碾压混凝土性质的新材料12。由于CSG坝施工简单、造价低廉、高安全性以及对地基条件要求低等各项优势，各国日渐重视并将其应用到实际工程当中3，众多学者也对CSG坝应力分布、结构特点以及安全性等方面展开了研究46。闫菲7结合守口堡水库胶凝砂砾石坝实例，得到在静力作用下蓄水后，坝体产生向下游的水平位移，坝体应力分布规则，蓄水工况下，上游靠坝基面出现拉应力区，但拉应力较小。王佳8通过荷载计算得到在岩土地基下，地基承载力是CSG坝设计最为重要的控制标准，在满足地基要求的情况下，仅需要考虑抗滑稳定控制标准即可。丁泽霖等9利用CSG坝模型试验，得出了CSG坝在其自重的影响下，坝体和坝基均受压，在水荷载的作用下，其最大的应力部位出现在坝基面的中下游区域。杨会臣10比较系统且深入地研究了CSG坝坝体的极限承载能力、超载强度以及对地基的适应性等问题，并且在这基础上提出了CSG坝坝体的结构设计原则，这在山西守口堡大坝的工程设计中得到了实际应用。此后，张建伟等11运用摩尔库伦软化模型和混凝土弹塑性损伤本构模型，研究胶凝砂砾石坝应力和变形的特点，验证守口堡胶凝砂砾石坝设计合理，抗压和抗拉特性良好。随着研究的深入，众多学者开始对CSG坝与重力坝两者比较进行深入探讨。在应力分布及安全性上，李秀琳12和杨宝全13等研究发现，在相同荷载的条件下，与重力坝相比较，CSG坝应力受水荷载影响较小，应力水平分布合理，安全性优于等高程重力坝。张馨文14利用有限元的方法，将CSG坝与重力坝进行对比，其结果显示，CSG坝坝体的整体应力水平重力坝较低并且分布较均匀，对地基的适应能力更强，这就可以充分发挥材料的强度。邓子谦等15运用结构模型试验与有限元数值模拟相结合的方法，对CSG坝以及重力坝在均质地基上的应力和变形比较，其研究结果表明，在相同超载倍数下，重力坝坝体位移明显要比CSG坝坝体位移大，并且CSG坝在各种工况下的工作状态以及性能均较好。聂鸿博等16虽同样选取重力坝为参考坝型，对比分析了在外荷载作用下CSG坝与重力坝对于复杂地基的适应性以及稳定性，但主要采用有限元计算的方法，并没有运用模型试验结果作为对比，因此CSG坝对复杂地基的实际适应情况、破坏模式以及复杂地基的影响，还需要再进一步的研究。为了对比分析在复杂地基上CSG坝与重力坝实际适应情况及稳定性，研究将武都重力坝19#坝段17坝址区的复杂地基与守口堡大坝的典型坝段相结合18，通过地质力学模型试验，确定CSG坝与重力坝坝体结构本身的极限承载能力以及各阶段超载安全系数，对比探究地基承载能力对CSG坝与重力坝坝体稳定的影响。这为今后CSG坝的实际应用及发展提供了参考，对促进其工程实际应用具有积极意义。1 试验背景设计 1.1 试验背景选择本文为对比研究CSG坝与重力坝深层抗滑稳定问题，需选择一个具有典型深层抗滑稳定问题的地质工程作为研究对象。武都重力坝是武都引水工程的挡水工程，其地基中节理和结构面错综复杂，是作为深层抗滑稳定分析的典型工程1921。守口堡水库是作为中国第一座CSG坝，其相关研究资料丰富，同时结构简单，适合作为模型试验的坝体部分22。CSG坝在国内外均有应用，但相关技术还处于发展起步阶段，尤其是在复杂地基条件下大坝的安全稳定问题，故本文将守口堡大坝典型坝段与武都水库19#坝段复杂地基相结合进行模型试验，并与武都水库19#坝段的模型试验结果进行对比分析。1.2 重力坝工程概况本文选取武都重力坝19#坝段作为重力坝模型试验原型，其最大坝高120.34 m，溢流坝段下游坝坡为10.75，试验资料显示地基条件为：坝趾区内构造198工程科学与技术第 55 卷线主要以NES向展布，岩层的总体产状为N4168E/NW6678。将地质构造结构面分为5个等级，见表1；武都重力坝19#坝段剖面图如图1所示。1.3 CSG坝工程设计本文选取守口堡大坝作为CSG坝模型试验原型，最大坝高60.6 m，上下游坝坡为10.6。为了便于对比分析，本文采用守口堡大坝典型坝段与武都水库19#坝段址区的复杂地基相结合的形式进行模型试验。复杂地基上CSG坝剖面图如图2所示。综合考虑试验过程中的加载条件、重力坝与CSG坝筑坝材料以及试验数据与成果的分析，最终选定的重力坝与CSG坝原型坝体以及复杂地基的主要力学参数见表2和表3。2 地质力学模型试验 2.1 模型相似判据根据弹性力学、塑性理论及相似原理，本文的相似判据23为：CClC1，CCCE=1，CXClC=1，Cc=C，C=1（1）CClCCECCCXCCc式中，、分别为应变相似常数、几何相似常数、位移相似常数、弹性模量相 表 1地质构造结构面Tab.1 Structural plane of geological structure 等级第1级第2级第3级第4级第5级地质构造面F11断层 F31断层10f2、f114、f115断层JC6-B、JC7-B、JC21-C、JC2-C层间错综带陡、缓倾角的节理裂隙 表 2原型大坝主要力学参数Tab.2 Main mechanical parameters of prototype dam 类别容重/(gcm3)弹性模量/GPa泊松比CSG坝坝体2.324.60.20重力坝坝体2.4020.00.17 表 3岩体与软弱结构面的原型与模型材料力学参数Tab.3 Prototype and model material mechanical parameter of rock mass and weak structural plane 类别坝址区岩体名称容重/(gcm3)抗剪断强度Em/MPaEp/GPa泊松比fCm/(103 MPa)Cp/MPa坝址区岩体（CSG坝/重力坝）D522.831.001.2011.00/7.331.001.10 82.5055.00 6.5010.000.25D422.701.001.2010.50/7.001.001.10 69.9046.607.000.23D222.650.654.50/3.000.4527.0018.002.650.30D12、D322.720.909.50/6.330.901.00 52.5035.005.500.22D212.721.001.2010.50/7.001.001.10 70.0046.007.000.23D5-122.781.0010.00/6.671.0060.0040.006.000.24断层以及层间错动带f115、f114、10f21.650.370.20/0.130.022.40/1.600.050.100.40右JC6-B、右JC7-B1.800.400.15/0.100.151.50/1.000.100.200.40JC21-C、JC2-C1.650.370.20/0.130.020.70/0.500.050.100.42CmCp注：f代表摩擦系数，代表岩体与软弱结构面模型黏聚力，代表岩体与软弱结构面原型黏聚力，Em代表岩体与软弱结构面模型弹性模量，Ep代表岩体与软弱结构面原型弹性模量。D25D25D24D23D23D21D12F11F3110f2f115JC21-C左 JC2-C右 JC7-B右JC6-Bf114D25-11：0.75图 1重力坝复杂地基剖面图Fig.1Section of complex foundation for gravity dam D25D25D24D23D23D21D12F11F3110f2f115JC21-C左 JC2-C右 JC7-B右 JC6-Bf114D25-11：0.61：0.6图 2CSG坝复杂地基剖面图Fig.2Section of complex foundation for CSG dam 第 4 期丁泽霖，等：复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析199似常数、泊松比相似常数、应力相似常数、体积力相似常数、容重相似常数、黏聚力相似常数。2.2 模型比较依据地质力学模型试验通过相似理论模拟重力坝与CSG坝在复杂地基上的实际运行情况，考虑到原型重力坝与CSG坝的坝高不同，采用不同的模型比尺，将两者缩尺为同一级别高度的模型进行比较，根据相似判据将重力坝原型坝高缩尺为80 cm，正常蓄水位缩尺为66 cm，坝体模型弹性模量为133 MPa；将CSG坝原型坝高缩尺为60 cm，正常蓄水位缩尺为57 cm，坝体模型弹性模量为46 MPa，这既保证了两者与原型大坝运行情况一致，也保证了两者模型高度的一致，即可根据模型试验显示的数据结果，进行分析比较可得到CSG坝与重力坝在复杂地基上结构特性以及破坏模式。2.3 模型比尺设计本次试验主要对CSG坝与重力坝的坝体和复杂坝基进行模拟，考虑到进行试验时的精度要求以及试验室条件等要求2425，选定本次模型比尺如下：CSG坝模型比尺为1100，CSG坝模型高度为60 cm，正常蓄水位为57 cm，最终确定模型模拟坝基深度、上游范围以及下游范围分别取坝高的1.5倍、0.5倍、2.0倍。重力坝模型几何比尺为1150，重力坝模型高度为80 cm，正常蓄水位为66 cm，最终确定模型模拟坝基深度、上游范围以及下游范围分别取坝高的1.0倍、1.5倍、2.0倍2627。坝体模型主要参数见表3和表4。2.4 模型加载与量测系统本次模型试验主要有三部分量测系统28，分别是坝体外部位移量测系统、内部相对变位量测系统、坝体应变量测系统。在CSG坝坝体与重力坝坝体下游面的上、中、下3个典型高程共布置6个变位测点，每个测点双向量测（顺河向、竖直向）。在坝基内的断层F31、10f2、f114、f115、f101等控制坝基稳定的主要断层结构面上布置有相对变位测点，在各断层不同高程布置了5支相对位移计，每个测点按单向（沿断层倾向）布置相对位移计，同时在CSG坝与重力坝坝体外侧分别布置10个应变测点与4个应变测点，用于测量两种坝体在加载下的应变情况。应变片编号及测点位置如图3和4所示。表 4坝体模型主要参数Tab.4 Main parameters of dam model 类别ClCECfCC模型高度/cm正常蓄水位/cm弹性模量/MPa容重/(gcm3)泊松比CSG坝坝体1001001116057462.320.20重力坝坝体15015011180661332.400.17 12345141234235678910111213141516171819202122232425262728293056D25D25D24D23D22D21D12F11F3110f2f115JC21-C左 JC2-C右 JC7-B右 JC6-Bf114D25-1 图 3CSG坝坝段测点布置图Fig.3Layout of survey points in CSG dam section dam 200工程科学与技术第 55 卷本次试验用超载法对模型进行破坏，首先进行预压，再以0.2P0（P0为正常工况下的荷载）的步长加载到正常荷载的状态，持续按照加载步长加载至坝体模型失稳。坝体加载系统如图5和6所示 3 试验结果 3.1 坝体应变特征CSG坝坝体应变测点整体上在Kp=2.2时出现明显转折或反向，如图7所示（其中，Kp代表超载系数，代表应变）。重力坝坝体应变测点整体上在Kp2.0出现明显转折或反向，如图8所示。CSG坝与重力坝整体上坝体均为受压状态，由于千斤顶加载主要指向坝体中部的建基面处，而CSG坝在加载初期坝踵及坝趾处出现了受拉情况，重力坝则是在加载后期坝中与坝趾都出现了受拉状况。11123465234523465798101112D25D25D24D23D22D21D12F11F3110f2f115JC21-C左 JC2-C右 JC7-B右JC6-Bf114D25-1 图 4重力坝坝段测点布置图Fig.4Layout of survey points in gravity dam section 图 5CSG坝加载量测系统布置Fig.5CSG dam load measurement system layout 图 6重力坝加载量测系统布置Fig.6Gravity dam load measurement system layout 100102030405001234567Kp1471013应变片编号图 7CSG坝超载阶段坝体Kp关系曲线Fig.7Kp relationship curves of CSG dam duringoverload stage 20100102030405000.51.01.52.02.53.03.5Kp 1 4 7 12应变片编号图 8重力坝超载阶段坝体Kp关系曲线Fig.8Kp relationship curves of gravity dam during over-load stage 第 4 期丁泽霖，等：复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析201 3.2 坝体位移特征CSG坝坝体位移在0Kp1时，6个测点变位值较小，水平向测点位移变化曲线在Kp=2.2时出现拐点，竖直向上CSG坝测点位移变化曲线在Kp=2.4时出现拐点，如图9和10所示（代表位移）。重力坝坝体水平向测点与竖直向测点位移变化曲线均在Kp=2.0时就出现拐点，如图11和12所示。从图912可以看出，CSG坝坝体位移变化曲线出现拐点时的Kp值较重力坝大，并且曲线较平缓。3.3 软弱结构面相对位移特征 3.3.1 断层10f2的相对位移特征CSG坝地基断层10f2在Kp=1.2时迅速增加，增加至2.4时又迅速减小，然后在3.4Kp4.6时曲线相对平缓，但加载至4.2时再次开始迅速增大，直到Kp=6.2时应变值最大，之后再迅速减小；重力坝与CSG坝不同的是，在1.6Kp2.0时，变位曲线出现拐点，变位值开始明显增大，在2.0Kp2.4以后，变位幅度显著加大，如图13所示。从图13中可以看出，CSG坝中断层10f2的相对变位值出现拐点时的Kp值较重力坝大，并且曲线较平缓。3.3.2 断层f114、f115的相对位移特征CSG坝地基断层f114、f115在Kp=1.6时应变值开始增加，之后在2.2Kp4.0时曲线较为平缓，增加至4.2时突然增大，直至加载到4.6增速开始减小，并在Kp=6.0左右达到最大值；重力坝与CSG坝不同的是在 00.20.40.60.81.001234567Kp/mm 1 3 5相对位移计编号图 9CSG坝水平向测点位移变化曲线Fig.9Displacement curves of CSG dam in horizontal direction 00.10.20.30.401234567/mm246Kp相对位移计编号图 10CSG坝竖直向测点位移变化曲线Fig.10Displacement curves of CSG dam in vertical direction 02468101214161800.51.01.52.02.53.03.5Kp/mm135相对位移计编号图 11重力坝水平向测点位移变化曲线Fig.11Displacement curves of gravity dam in horizontaldirection 01234500.51.01.52.02.53.03.5/mm246Kp相对位移计编号图 12重力坝竖直向测点位移变化曲线Fig.12Displacement curves of gravity dam in verticaldirection 20100102030405001234567Kp2（CSG 坝）3（CSG 坝）2（重力坝）3（重力坝）相对位移计编号图 13断层10f2相对位移计应变变化曲线Fig.13Relative displacement gauge strain change curvesof fault 10f2 202工程科学与技术第 55 卷1.6Kp1.8时，变位曲线出现拐点，重力坝在Kp2.0，CSG坝在Kp2.2以后，相对变位的变化幅度明显加大，如图14和15所示。在加载的最后阶段可以看到，重力坝地基中断层f114的相对变化曲线波动与CSG坝相差不大，但CSG坝地基中断层f115的相对变化曲线波动较重力坝平缓。3.4 滑移趋势与破坏趋势通过现场试验记录和数据分析，重力坝与CSG坝的滑移趋势与破坏趋势如下：1）在正常工况Kp=1.0时，重力坝与CSG坝地基处于正常工作状态，断层面上的相对变位值均较小，无开裂现象发生。重力坝在Kp=2.0时，各断层出现微裂纹，当重力坝超载至2.4Kp3.0时，坝基破坏严重，10f2与f115的开裂间隙较大，在其下游侧的坝基内有大量相互贯通的节理裂隙，挤压破坏情况较为严重；CSG坝在2.4Kp2.6时，各断层有裂缝产生，加载至Kp=6.4时，10f2、f114和f115形成滑动面。2）重力坝与CSG坝整体均向下游变位明显，破坏区有形成向下游滑动失稳的趋势。重力坝同时发生坝踵向上、坝趾向下的不均匀竖直向变位，坝踵、坝趾破坏严重；CSG坝坝踵有轻微的沉降，坝趾隆起，坝体破坏程度较小。重力坝模型与CSG坝模型最终破坏情况如图16、17所示。4 深层抗滑稳定的对比分析由于在重力坝及CSG坝模型试验超载过程中，断层10f2、f115均发生了较大的相对变位，产生了贯通性裂纹，具体的滑移通道如图18、19所示。故在本文中将断层10f2、f115视作影响坝与地基深层抗滑稳定的控制性因素，进行如下分析：1）CSG坝与重力坝断层产生了不同的滑移情况，可运用刚体极限平衡法分析双斜面深层抗滑稳定，010203040506001234567Kp4（CSG坝）4（重力坝）相对位移计编号图 14断层f114相对位移计应变变化曲线Fig.14Relative displacement gauge strain change curvesof fault f114 02040608010001234567Kp5（CSG坝）5（重力坝）相对位移计编号图 15断层f115相对位移计应变变化曲线Fig.15Relative displacement gauge strain change curvesof fault f115 图 16重力坝外侧破坏形态Fig.16Failure pattern of gravity dam outside 图 17CSG坝外侧破坏形态Fig.17Failure pattern of CSG dam outside 破坏前轮廓线10f2f115上游荷载 P图 18重力坝滑移通道示意图Fig.18Schematic diagram of gravity dam slip passage 第 4 期丁泽霖，等：复杂地基重力坝与胶凝砂砾石坝变形破坏对比分析203计算时，以滑动面折点B为界，将滑动体分成个部分，其中，BD面以左为区，BC面以右为区如图20和21所示。抗滑稳定安全系数K可表示为：K=f2(Rsin(+)+W2)+c2A2Rcos(+)W2sin（2）抗力R可表示为：R=Pcos+W1sin f1W1cos+f1Psin c1A1cos()f1sin()（3）式（2）（3）中：f1、c1分别为区滑动面上的摩擦系数与凝聚力；f2、c2分别为区滑动面上的摩擦系数与凝聚力；A1、A2分别为AB、BC面可能滑动的面积；W1，W2分别为区、区的自重，其中在CSG坝受力分析图中表述含义为区、区的自重加上静水总压力的竖直向分力；，为滑动面与水平面的夹角；为被动抗力与水平面的夹角，根据工程经验常假定为0。为方便计算重力坝与CSG坝安全度及分析其受力情况，分别做两种坝型受力分析简图，如图20和21所示。重力坝坝体只受水平方向的水推力P，类似于悬臂梁结构，造成重力坝不但有向下游滑动的趋势，坝体还会有轻微顺时针扭转的趋势，通过式（1）与（2）的计算可得安全度为2.5；CSG坝分别受水平方向和竖直方向的推力，造成CSG坝不但有向下游的滑动趋势，还有逆时针扭动的趋势，通过式（2）与（3）的计算可得安全度为5.9。CSG坝与重力坝模型规模相同，但CSG坝因自身的剖面形式以及自重，受到的水推力即P较小，其坝体位移会小于重力坝。2）CSG模型与重力坝模型的弹性模量分别为40和130 MPa，两者在超载时坝体都没有发生明显破坏，两者均在断层10f2、f115形成了滑移面，发生了深层抗滑问题，表明深层抗滑破坏对坝体影响较小。在最后破坏阶段，CSG坝的顺河向位移小于重力坝，其滑移通道破坏程度也小于重力坝。3）对于复杂地基上的重力坝与CSG坝，模型试验结果与受力分析结果规律基本一致，大坝总体发生向下游的顺河向变位，重力坝坝体有轻微的顺时针转动，CSG坝坝体有轻微的逆时针转动，断层都发生了不同程度的滑移，CSG坝坝体位移相较于重力坝要小，并且在最终破坏阶段，重力坝整体向下游变位较CSG坝明显，挤压破坏情况较为严重。综上，在相同复杂地基以及超载倍数的情况下，CSG坝要比重力坝安全性要高。5 结论本文采用地质力学模型试验的方法，对CSG坝与重力坝在复杂地基的稳定性和安全度进行对比研究，结果表明：1）典型CSG坝与典型重力坝在应变分布规律以及变位规律上均类似，在加载过程中，两种坝体整体上处于受压状态，且存在向下游微小变位。随着超载倍数的不断增加，CSG坝与重力坝有轻微的扭转。2）在含有软弱结构面的复杂地基上，CSG坝模型最终测得的安全度Kp为6.4，重力坝模型最终测得的安全度Kp为3.0，说明在相同规模下，CSG坝的深层抗滑稳定安全度更高。破坏前轮廓线10f2f115f114上游荷载 P图 19CSG坝滑移通道示意图Fig.19Schematic diagram of CSG dam slip passage 上游荷载 PW1DCARRBW2图 20重力坝受力分析简图Fig.20Stress analysis diagram of gravity dam W1W2DCARRPP1P2B上游荷载 P图 21CSG坝受力分析简图Fig.21Stress analysis diagram of CSG dam 204工程科学与技术第 55 卷3）运用刚体极限平衡法得到重力坝与CSG坝双斜面深层抗滑稳定安全度分别2.5与5.9，这与模型试验测得到的安全度相互验证。4）重力坝与CSG坝在加载的过程中，所受荷载方向虽不同，但整体上，CSG坝坝体的结构未出现明显破坏现象，而重力坝挤压破坏情况较为严重，表明CSG坝的极限承载能力更强，对复杂地基有更为良好的适应性，可以得出CSG坝是一种高安全性的坝型。参考文献：Zhang Jingjian.History,current 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