【正文】 分析的工況 滲流計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮水庫(kù)運(yùn)行中出現(xiàn)的不利條件，一般需考慮計(jì)算下列幾種工況： ⑴ 上游正常蓄水位 與下游相應(yīng)最低水位 ，此時(shí)壩內(nèi)滲流的坡降 最大，易產(chǎn)生滲透變形； ⑵ 上游校核洪水位 與下游相應(yīng)最高水位 ，此時(shí)壩內(nèi)浸潤(rùn)線最高， 滲流也最大； 分析時(shí)，常根據(jù)河谷地形情況，選若干、單寬壩坡，按二元滲流問(wèn)題考慮，壩坡樁 號(hào)為 0+03 0+06 0+09 0+12 0+15 0+18 0+23 0+280。根據(jù)壩內(nèi)各部分滲流狀況的特點(diǎn)，應(yīng)用達(dá)西定律近似 解土壩滲流問(wèn)題，計(jì)算假定任一鉛直過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)滲透坡降均相等。2 A139。 A 1 式中 39。由于河床沖積層的作 用，岸坡實(shí)際上不會(huì)形成逸出點(diǎn)，計(jì)算時(shí)假定浸潤(rùn)線末端為壩址。 J c tg [2] （ 47） 式中： —— 土的內(nèi)摩擦角， (34 ) 管涌的允許坡降為： [ J ] Jc [2] (自下而上滲流 ) （ 48） K 39。 ] J 39。 第四節(jié) 土石壩壩坡穩(wěn)定分析及計(jì)算 設(shè)計(jì)說(shuō)明 設(shè)計(jì)任務(wù) 對(duì)土石壩進(jìn)行穩(wěn)定分析的目的，是通過(guò)計(jì)算壩體剖面的穩(wěn)定安全度來(lái)檢驗(yàn)壩坡在各 種工況下是否安全，斷面尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理?；衙娴奈恢茫? 如壩基為掩飾或堅(jiān)硬的土層時(shí)，多從壩腳處滑出；當(dāng)壩基土質(zhì)與壩體相近或更軟弱時(shí)， 滑裂面可能深入壩基從壩腳滑出。 （ 3）復(fù)合斷裂面。 控制標(biāo)準(zhǔn) 表 4為分析方便取為鉛直方向。 “ 安全 ” 是指上述極限平衡是在一定 安全儲(chǔ)備條件下的。兩塊土體底面土 料內(nèi)摩擦角分別為 1 、 2 。 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡 1. 假定上游水位為 ，按下式計(jì)算安全系數(shù) p W sin 1 1 W cos tg 0 1 1 kc 1 1 1 1 1 W2 cos 2 tg 2 p1 sin( 1 2 )tg 2 G2 sin 2 p1 cos( 1 2 ) 0 kc kc 21 南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 陶小偉 計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 圖 53 穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖（上游水位在壩底以上 1 /3 壩底處的上游壩坡） (1)已知： 1 36 。 H m。 1 已知 比重 G＝ ，水容重 w / m3 ，孔隙率 d n 1 1 G W 0 浮容重為： 2 d (1 n) w (1 ) kN / m3 0 w1 s1 1 1 w2 s1 1 s3 2 將已知數(shù)據(jù)代入公式有： p1 14529 .87 sin 25 1 14529 .87 cos 25 tg 36 0 k 1 14805 .308 cos 10 tg 34 1 p1 sin( 25 10 )tg 34 k 0 k 0 14805 .308 sin 10 p1 cos( 25 10 ) 0 方程可簡(jiǎn)化為： [(W sin cos( a a ) W sin )]k 2 [W cos tg cos( a a ) W sin sin( )tg 2 1 1 1 2 2 2 c 11 1 1 2 1 1 1 2 W cos 2 tg ]k c W cos tg sin( )tg 2 0 2 2 1 1 1 1 2 即： 0 解 kc b b2 4ac （其中值 舍去） (2) 假設(shè) 計(jì) 2a 1 ＝ 33 ， 2＝ 11 算 K 值計(jì)算簡(jiǎn)圖如 54 23 南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 陶小偉 圖 54 穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖 （上游水 位在壩底以上 1 /3 壩底處的上游壩坡） 已知： m2 ctg11 ＝ 。 則濕容重 1＝ d / m3 。 m ED= H m2 m 由于： ND m ED BC=（ ） ctg33。 m（ ） +ND 所以： 22 南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 陶小偉 BC S4=1/2 (+)（ ） = s3 12 ND ( 75) s2 12 ND ED s S S 1 4 1 d / m 3 / m 3 。 假設(shè) 1 ＝ 31 ， 2＝ 11。為求得最小安全系數(shù) ,應(yīng)假設(shè)不同 的水位和 1 、 2 值?；瑒?dòng)面上土料的抗剪力除以 K 后作為計(jì)算抗剪力。 19 南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 陶小偉 用折線法計(jì)算滑動(dòng)土體的 穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)，采用 “ 安全的極限平衡法 ” 。對(duì)于部分浸水的無(wú)黏性土壩坡，因水上水 下土壤力學(xué)性能不同，滑裂面近似為一折面，折點(diǎn)高程大致在水位附近。 計(jì)算工況 （ 1）庫(kù)水位最不利時(shí)的上游壩坡，這種不利水位大致在壩底以上 1/3 壩高處； （ 2）上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)最低水位的下游壩坡； （ 3）校核洪水位下有可能形 成穩(wěn)定滲流的下游壩坡； （ 4）施工或竣工期的上下游壩坡； 計(jì)算方法 本設(shè)計(jì)只針對(duì)最大剖面。當(dāng)滑裂面通過(guò)由砂， 沙礫石等材料構(gòu)成的無(wú)黏性土壩 坡時(shí)，在壩坡剖面上的投影是一直線或折線。主要有以下幾種： （ 1）曲線形滑裂面。 ] ，故滿足滲透穩(wěn)定要求。 ] J c （水平向滲流） （ 49) K 式中： K 為安全系數(shù)，根據(jù)建筑物級(jí)別和土壤類別選用，一般取 K ~ ， K ，則有： Jc 42d3 42 10 k 10 n3 J c 39。 2 滲透穩(wěn)定：對(duì)非黏性土，滲透破壞型式的判別可參考伊斯妥明娜法，根據(jù)土體 的不 均勻系數(shù) d60 [2] 來(lái)判定： d10 10 時(shí)為流土 20 時(shí)為管涌 10 20 時(shí)不定 根據(jù)砂礫料顆粒級(jí)配曲線查得 d 60 34mm ； d10 ，則； d60 34 68 20 d10 滲透破壞型式為管涌。 K 0T K T T 2 1 L 39。 A339。 ）； m2 —— 下游坡坡率。 滲流計(jì)算 基本假定 ⑴ 壩體土料為均質(zhì)，壩體內(nèi)任一 點(diǎn)在各方向上的滲透系數(shù)相同且為常數(shù)； ⑵ 滲流二元穩(wěn)定層流，流動(dòng)運(yùn)動(dòng)符合達(dá)西定律： V=KJ（ V 為滲透流速， K 為滲 透系數(shù)， J 為滲透坡降） 0 滲流為漸變流，任意過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的坡降和流速相同。 設(shè)計(jì)采用棱體排水，初擬定壩頂高程為 ，棱體排水頂寬根據(jù)觀測(cè)及施工的需 要確定，一般不小于 12m，本設(shè)計(jì)取 4m，棱體內(nèi)坡由施工條件確定，一般為 1:1~1:， 本設(shè)計(jì)取 1:，外坡根據(jù)壩基抗剪強(qiáng)度和施工條件確定，一般為 1:~1:，本設(shè)計(jì)取 1:。在 設(shè)置棱體排水。 壩坡 土石壩邊坡的大小取決于壩型、壩高、筑壩材料、菏載、壩基性質(zhì)等因素，且直接 影響到壩體的穩(wěn)定和工程量大小。＞） β =0 A —— 安全加高，見(jiàn)表 正常 A= 非常 A= 表 堤 頂 級(jí) 別 堤頂類型及運(yùn)用情況 1 2 3 5 安 全 超 高 土壩、土堤 正常 非常 混 凝 土 閘 正常 壩、漿砌塊 非常 石閘壩 m V 2 2 m h 170 D= V s V s e KV 2 D cos 10 2gH 2 波浪爬高 R 設(shè) m n 5 1 R 設(shè) 4 D3 式中： m = n = A = (查表 ) 則 R 設(shè) = m R = Y 正常 =R+e+A =++1== 壩頂高程 Y 高 =252+Y 正常 =+= m . 非常情況下計(jì)算壩頂高程 非常運(yùn)用情況下的壩頂超高計(jì)算公式與正常情況下的一樣，所不同的是風(fēng)速來(lái)用 多年平均最大風(fēng)速 V= m s ，壩前水深 H= = 9 南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 陶小偉 e KV 2 D cos 10 m 2gH 2 5 1 R 設(shè) 4 D3 = m = n = R= 設(shè) m n = m A = （查表） Y非常 = R A e = + + = m 壩頂高程 Y 高 = + Y 非常 = m 綜上所述，壩頂高程取二者中最大值 Y= m ，考慮到上游設(shè)置 的防浪 墻，壩頂高程最終為 = m，取 m， 防浪墻高程為 ， 壩 高為 = m 壩頂寬度 壩頂寬度取決于施工、構(gòu)造、運(yùn)行、抗震與防洪等要求。 1. 壩頂高程 為防止庫(kù)水浸溢壩頂，壩頂水庫(kù)靜水位以上應(yīng)有足夠的波浪超高。 由于壩址處雨水多，黏土施工較為困難，故也不易采用厚心墻壩和厚斜墻壩。壩體相對(duì)條件差，不利于壩體強(qiáng)度 穩(wěn)定，設(shè)計(jì)施工復(fù)雜。 土石壩的優(yōu)點(diǎn)：①就地取材，與混凝土相比，節(jié)省大量水泥，鋼材和木材，且減