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水库安全运行管理理论与模式研究
Research on the Theory and Mode of Safe Operation Management of Reservoirs

破坏，导致失稳，整体溃决。47.4% 是由坝基或坝肩破坏导致的，原因主要有两
方面：一是坝基存在断层或软弱夹层等地质缺陷，在渗流的作用下，岩体的抗剪
强度下降，产生浅层或是深层滑动面，从而引起基岩内部的滑动失稳；二是大坝

防渗体系或排水系统缺陷，水流沿着坝基或坝体两岸的节理、裂隙、软弱夹层等
发生渗流，使得坝基扬压力增大，坝底竖向的有效荷载减小，基岩抗剪强度减弱，
引起坝基或坝肩发生滑动破坏。例如，美国的 St.francis 坝是一个弧形的混凝土
重力坝，最大坝高 62m，1928 年 3 月 12 日，大坝发生溃决，最初的断裂发生在

断层线附近，通过断层线增加水渗透已经破坏或削弱了基础，使得一部分结构爆
裂，大坝因其巨大的重量而坍塌。10.5% 是由坝体结构破坏导致的，主要原因是
坝体材料质量恶化，包括混凝土开裂、风化或施工质量低导致材料强度降低，大
坝在外荷载作用下往往在薄弱部位首先产生裂缝，随着裂缝的扩展，坝体发生溃

决。例如，西班牙的 Leguaseca 混凝土连拱坝，最大坝高 20m，1987 年发生溃决，
溃坝原因是混凝土受到酸性库水腐蚀引起材料强度降低，从而坝体破坏。9.4%
是由地震、人为破坏或设计运行维护不当等导致的，如英国皇家空军在第二次世
界大战时期，选择当时德国的水坝进行破坏行动，对其中三座横跨于鲁尔河以及

埃德尔河的水坝进行轰炸。另外，还有 18.4% 的混凝土坝溃坝模式原因不详。
基于以上分析，从混凝土坝的外部荷载与坝体自身的效应两方面综合考虑，
建立混凝土坝安全评价指标体系，对混凝土坝的安全度进行计算评价，以便对大
坝存在的缺陷或破坏及时发现和制止。

2. 安全评价指标体系构建
混凝土坝安全评价体系主要包括安全评价指标和评价指标的分级标准，由于
混凝土坝在多因素的作用下性能退化机理极为复杂，综合考虑大坝会受到显著的
水位及环境温度变化的影响、混凝土坝长期变形的影响等，这里选取评价指标时

综合考虑了大坝结构、环境因素及监测系统的影响，建立混凝土坝安全综合评价
指标体系如图 1-1 所示。
图 1-1 指标评价体系包含了防洪标准复核、结构安全评价、渗流安全评价、
抗震安全复核及金属结构安全评价 5 个方面共 20 个具体的评价指标，能够较好

地反映混凝土坝长期安全运行的综合状况。同时，考虑到混凝土坝长期安全性问
题受控于材料及结构性能的劣化，即混凝土坝的材料及结构性能随着时间的推移
逐渐变差，在评价过程中通过对监测数据的长期评价间接反映“时效性”这一指标。

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