《土石坝的稳定探析案例》1400字

土石坝的稳定分析案例综述1.1概述土石坝的坝体稳定分析是在渗流分析的基础上利用渗流计算所得的数据对土石坝坝体的稳定进行进一步分析，并以此来判断坝体设计是否合理，是初步设计中必不可少的一部分。在进行计算时应选择施工期、稳定渗流期和库水位降落期三个特殊时期对其所对应的最小安全系数进行验算，以此来判断坝体是否稳定。土石坝滑面实际形状非常复杂，目前的研究还不够。稳定性计算通常采用滑动面简化法和经验法。在工程上常假定它是一个圆形曲面。土石坝的稳定性程度的分析，具体原理过程参照《水工建筑物（第5版）》5.4土石坝的问抵挡分析，其中（6-1）如K值小于1，则表示坝坡是不稳定的；如K值大于1，则表示坝坡是稳定的。因此，在一般情况下都应使所设计的坝坡的稳定安全系数K略大于1，即达到既保证安全又不浪费的目的。1.2计算工况与安全系数土石坝的稳定性程度的分析是需要考虑稳定渗流阶段、水库水位下降期两种工程状况。坝坡抗滑稳定的最小安全系数的选择可以比较下表6-1。表6-1坝坡抗滑稳定的安全系数1.3稳定分析基本原理及方法在本次设计中，采用瑞典圆弧法计算土石坝的稳定，这种方法把复杂的滑动面化简成圆弧形的面，滑动面上的土体分开为为好几条土条，不计算土条之间的作用。假若考虑稳定的影响的时候加进地震，就要用极限状态评价法，但在这个设计中不考虑土间力。a图6-2土条的划分和作用力图土条的划分：将坍滑土体划分成数个相等宽度的土条，使得每个土条的宽度b等于圆弧半径R的1/m，m常取为10，即b=R/m=0.1R，把每个土条都进行编号，记在下面的表6-2。表6-2坝坡坡度与、、、值关系表根据表6-2，上游坝坡β1=27°，β2=36，R1=0.75H，R土料的滑动面与其凝聚性正相关，本次土石坝设计选取滑动面与坝脚相交。坍滑土体中任一土条上的作用力有，土条自身的质量，土条顶部的外部作用力，如果土条的两侧面在浸润线以下，此时土条局部要承受水压力，分别以和来表示，土条底部滑动面上的总凝聚力，如图6-2b所示。根据公式（6-1）得（6-2）如果滑动面平行于浸润线，则，当坝坡面上无外部作用力时，则公式（6-2）可简化为（6-3）式中：——第n个土条底面与水平线的夹角；——第n个土条的有效内摩擦角；——第n个土条的有效凝集力。土条自重为（6-4）式中：，；，；，；，所表示的是特定含水量下的高度和重度。由于土条的宽度为，因此对于第n个土条，有（6-5）（6-6）对于滑动土体两侧的土条，其形状接近于三角形，故可按三角形计算。若两侧土条的实际宽度为，则（6-7）（6-8）1.4稳定分析计算（1）第一次尝试算R=41.6m，b=5.2m。计算过程记入表6-3中。图7-3正常蓄水位时上游坝坡稳定分析图a根据公式（6-3），6-3计算对应于计算滑弧面的稳定安全系数。符合稳定要求。（2）第二次尝试算R=38，b=3.6m。计算过程计入表7-4中。图6-4正常蓄水位时上游坝坡稳定分析图b根据公式（6-3），表6-4计算对应于计算滑弧面的稳定安全系数。，符合稳定要求。（3）第三次试算R=176m，b=17.6m。计算过程记入表6-5中。图6-5正常蓄水位时上游坝坡稳定分析图c根据公式（6-3），表6-5计算对应于计算滑弧面的稳定安全系数。，符合稳定要求。表6-3正常蓄水位时上游坝坡稳定计算表a表6-4正常蓄水位时上游坝坡稳定计算表表6-5正常蓄水位时上游坝坡稳定计算表c1.5稳定综合分析将上述三种情况的稳定分析结果记入表6-12中表6-12稳定分析成果表坡面分析工况滑动面半径R（m）计算安全系数K规范规定安全系数K上游坝坡正常蓄水位521.681.15471.51441.42下游坝坡正常蓄水位471.321.15491.1244