【正文】 各種工況下是否安全，斷面尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理。壩坡坍滑失穩(wěn)滑裂面的形式主要與壩體結(jié)構(gòu)型式、壩基情況和壩的工作條件等因素有關(guān)。主要有以下幾種：①曲線形滑裂面。當(dāng)為黏性土壩坡時(shí)，其失穩(wěn)滑裂面呈上陡下緩的曲面，穩(wěn)定計(jì)算時(shí)常假定為一圓柱面，其在壩體剖面的投影是一個(gè)圓弧，稱滑弧。滑裂面的位置，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。②直線或折線形滑裂面。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。當(dāng)壩坡干燥或完全浸入水中時(shí)呈直線，部分浸水時(shí)為折線，斜墻壩上游失穩(wěn)時(shí)，常沿斜墻與壩體交界面滑動(dòng)。③復(fù)合斷裂面。當(dāng)壩坡由幾種不同性質(zhì)的土料組成或壩基存在軟弱層時(shí)，滑裂面往往是由直線和曲線組成的復(fù)合型，在黏土為曲線，在黏性土內(nèi)或軟弱層上為直線 ①不利水位的上游壩坡。這種不利水位大致在壩底以上1/3壩高處，上游為砂礫料，采用折線法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。②穩(wěn)定滲流期，上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)最低水位，形成穩(wěn)定滲流時(shí)的下游壩坡，采用折線法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。③穩(wěn)定滲流期加地震影響的下游坡，采用折線法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。 對(duì)于前兩種工況僅需計(jì)土自重，壩體浸潤(rùn)線以上的部分按濕容重計(jì)，浸潤(rùn)線以下與壩外水位之間的部分按飽和容重計(jì)，壩外水位以下部分按浮容重計(jì)。 取最大剖面進(jìn)行計(jì)算。樁號(hào)0+。 容許最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)運(yùn)用條件工 程 級(jí) 別ⅠⅡⅢⅣ正常運(yùn)用非常運(yùn)用正常運(yùn)用加地震 部分浸水的無(wú)黏性土壩坡穩(wěn)定分析。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。（1）滑動(dòng)土體在折點(diǎn)處還形成塊間破裂面DE，破裂面的方位當(dāng)壩基土料內(nèi)摩擦角大于壩體土料內(nèi)摩擦角時(shí)傾向上游；反之傾向下游。為分析方便取為鉛直方向。 （2）破裂面作用力P與該面法線的夾角等于土料的內(nèi)磨擦角，為方便計(jì)算，假定P與上滑塊底裂面平行。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”。所謂“極限平衡”是認(rèn)為滑動(dòng)面上的靜摩擦力達(dá)到最小值。“安全”是指上述極限平衡是在一定安全儲(chǔ)備條件下的。假定各滑動(dòng)面上有相似的安全系數(shù)K?；瑒?dòng)面上土料的抗剪力除以K后作為計(jì)算抗剪力。圖51無(wú)粘性土壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖設(shè)圖中ADC為任一滑動(dòng)面，折點(diǎn)在D點(diǎn)，塊間破裂面DE將滑動(dòng)土體分為兩塊，其重量分別為W、W，兩塊間作用力為P，起方向平行與DC。兩塊土體底面土料內(nèi)摩擦角分別為、。圖52 無(wú)黏性土壩坡分塊受力分析圖 用試算法，先假設(shè)一個(gè)K，帶入下式求出P (51)再將求得的P帶入下式可求得別一個(gè)K，比較這兩個(gè)K，試算直到這兩個(gè)K無(wú)限接近即可停止試算 (52) 在上述計(jì)算中,水位及、都是任意假定的。為求得最小安全系數(shù),應(yīng)假設(shè)不同的水位和、,先假定若干個(gè)水位和、值具體計(jì)算時(shí)，先假定若干水位(至少3種個(gè))，在每一水位下假定至少3個(gè)，對(duì)每個(gè)至少假定3個(gè)，分別計(jì)算安全系數(shù)，其中最小者即為所求壩體穩(wěn)定安全系數(shù)。 55 ，上游坡的穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果及成果分析 當(dāng)時(shí)，， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)， 當(dāng)時(shí)，， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)， 當(dāng)時(shí)，， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)，； 當(dāng)時(shí)，， 折線法計(jì)算最不利水位下壩體穩(wěn)定計(jì)算成果表 當(dāng)時(shí)，時(shí)，. 綜上數(shù)表知，不利水位下游壩坡的穩(wěn)定符合要求。 滑裂面折點(diǎn)高程定為120m，， 當(dāng)，時(shí)，即穩(wěn)定滲流期下游坡的穩(wěn)定滿足要求。 滑裂面折點(diǎn)高程定為120m，， 當(dāng)，時(shí)，即穩(wěn)定滲流期下游坡的穩(wěn)定滿足要求。6細(xì)部構(gòu)造 參照水工設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)擋水壩做細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)【6】 【11】。為防止防滲體干裂和雨水沖蝕，滿足維修和防汛要求，壩頂做柔性護(hù)面，以適應(yīng)壩頂變形和及時(shí)發(fā)現(xiàn)壩體裂縫。為排除雨水，壩頂做成向下游側(cè)的斜坡，坡度為2%。坡面末端設(shè)排水溝，匯集壩頂積水。在壩頂上游側(cè)做穩(wěn)定、堅(jiān)固和不透水的防浪墻?；A(chǔ)牢固地埋入壩內(nèi)并與防滲體緊密結(jié)合，墻底與防滲體頂部接觸滲徑滿足： (61)式中：防浪墻底面承受的水頭m，算至波浪水面。； 防浪墻底與防滲體接觸滲徑長(zhǎng)度，m； L=b，s—為水平和垂直滲徑 萊因系數(shù)。 則有：，滿足要求。 萊因經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Ka墻基土類中砂粗砂細(xì)礫礫石粗礫石大塊、中塊碎石和礫石混合軟黏土中等硬度黏土硬黏土極硬黏土Ka防浪墻用漿砌石構(gòu)筑，，墻內(nèi)設(shè)伸縮縫，間距為15m，縫內(nèi)設(shè)止水。壩頂下游側(cè)設(shè)邊石或欄桿，邊石采用漿砌石修筑。邊石內(nèi)每隔60m設(shè)排水孔，以將壩頂排水溝的雨水排至下游，防止壩頂積水。 壩頂細(xì)部構(gòu)造圖 單位：cm 上游壩面設(shè)計(jì)干砌石護(hù)坡，，護(hù)坡范圍上至壩頂、下至壩腳。 上游護(hù)坡構(gòu)造圖 單位:cm 下游護(hù)坡也采用干砌石護(hù)坡，，護(hù)坡范圍上至壩頂，下至排水體頂部。 下游護(hù)坡構(gòu)造圖 單位:cm 為防止雨水沖刷，下游壩面常設(shè)置縱橫連通的排水溝，沿壩體與岸坡的結(jié)合處，也設(shè)置排水溝以攔截山坡上的雨水。壩面上的縱向排水溝沿馬道內(nèi)側(cè)布置，用漿砌石做成梯形或矩形斷面。沿壩軸線方向每隔80m設(shè)一條橫向排水溝。 壩面排水布置圖 單位:cm本設(shè)計(jì)防滲體采用黏土心墻防滲體。心墻位于壩體內(nèi)靠近上游面，，心墻邊坡為1：。心墻上下游均設(shè)過(guò)渡層，過(guò)渡層兩側(cè)設(shè)反濾層，見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)圖。本設(shè)計(jì)采用貼坡排水設(shè)備，排水體頂部高程為120m，頂寬2m，邊坡為1:3。詳見(jiàn)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)圖。砂礫石地基承載能力大、壓縮性小，基本可以滿足修建本壩的要求，但透水性強(qiáng)，抗剪強(qiáng)度低，易發(fā)生砂土液化等影響壩體穩(wěn)定的問(wèn)題。故在砂礫石地基上建壩需要對(duì)地基做出一定的處理。為保證壩體的穩(wěn)定和安全運(yùn)行，采取的是在壩體內(nèi)部設(shè)置混凝土防滲墻。在河床部位防滲墻深度取為20m，帷幕灌漿厚度取為40m。壩體兩端同岸坡相連，防滲墻深度及帷幕灌漿的厚度可以適當(dāng)減少一些，具體布置為防滲墻深取為10m，帷幕灌漿厚度深取為20m。、岸坡的連接土石壩與壩基、岸坡、及其他建筑物的連接處是筑壩的關(guān)鍵部位，往往是大壩失事的根源之一，必須妥善設(shè)計(jì)與處理。這些連接面設(shè)計(jì)遵循的原則是：①防止連接面或靠近連接面處發(fā)生水力劈裂，以及防止鄰近連接面的巖石節(jié)理大量滲漏，引起壩體管涌；②防止壩基內(nèi)殘存軟弱層面，影響壩體穩(wěn)定；③防止岸坡形狀和坡度不當(dāng)，引起不均勻沉降導(dǎo)致壩體裂縫。 在選定壩址上修筑土石壩，防滲體與基巖連接時(shí)，把巖基開(kāi)挖至新鮮巖面并使巖面平整。筑壩前將地基表層腐殖土、稀泥、草皮、亂石等清除。清基厚度1m左右。 土石壩與壩基的連接 單位：m 土石壩的岸坡應(yīng)清理成緩變的坡面，開(kāi)挖邊坡不宜為階梯狀或反坡。對(duì)不宜清除的反坡用貼補(bǔ)混凝土修整，填補(bǔ)凹坑。當(dāng)岸坡上緩下陡時(shí)，凸出部位變坡角應(yīng)小于20176。巖石岸坡不能陡于1：：，土岸坡不陡于1：；砂礫壩殼部位的岸坡以維持岸坡自身穩(wěn)定為原則。為延長(zhǎng)滲徑，粘土心墻在岸坡結(jié)合處應(yīng)適當(dāng)加寬，心墻擴(kuò)寬至少1倍，以漸變形式過(guò)渡到正常斷面，岸坡與壩基部位的防滲體應(yīng)連成整體。7地基處理主壩地基左岸為崩積坡積物，最大厚度47m，右岸壩基有314m厚洪積土覆蓋層和單薄山脊，中間河床段為砂礫石覆蓋層，深1528m，壩基巖層為石灰?guī)r，透水性大，最大可達(dá)100200升/分。河床段采用砼防滲墻處理，墻頂插入壤土心墻內(nèi)6m，底部穿過(guò)23m厚的硅質(zhì)灰?guī)r，插入絹云母片巖內(nèi)1m。左岸坡積物在心墻高程范圍內(nèi)，其下做砼防滲墻處理，墻下帷幕灌漿，深度達(dá)1560m。坡積物截水槽部分的巖石陡崖按1:。主壩沿河床向下挖1m，除掉淤泥、亂石等。付壩因?yàn)楣鹊子猩百|(zhì)黏土覆蓋，厚度7m，所以向下挖7m做防滲墻，墻底以下基巖做帷幕灌漿。謝辭 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，非常感謝馬文英指導(dǎo)老師給予了我們莫大的幫助，使我們把所學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中去，在這次設(shè)計(jì)中我們學(xué)會(huì)了如何去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。馬文英老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、教學(xué)嚴(yán)格，以身作則很好的詮釋了一個(gè)學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，值得我們?nèi)W(xué)習(xí)，是我們的榜樣，這種學(xué)習(xí)和工作作風(fēng)對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)和工作將帶來(lái)很大幫助。在此，我再次衷心感謝馬文英老師的言傳身教。參考文獻(xiàn) [1] 武漢大學(xué)， [2] 河海大學(xué)，清華大學(xué)， [3] 李亞杰， [4] 張麗， [5] 馬文英， [6] 馬文英，劉建中， [7] ：河海大學(xué)出版社，1988 [8] （四川大學(xué)）.高等教育出版社 [9] 河海大學(xué)，大連理工大學(xué)，西安理工大學(xué)，[10] [11] ：水利電力出版社，1995