【正文】 計算表格如下 ： 表 壩坡穩(wěn)定計算 水位為 壩坡穩(wěn)定計算 1 1? 2? m 2m 水位 h（ m） H（ m） ED（ m） ND（ m） BC（ m） 31 13 1s （ m2） 2s （ m2） 3s (m2) 4s (m2) 1W(kN/m) 2W(kN/m) 1?(kN/m3) 2?(kN/m3) a b c 弧度 1? 弧度 2? 弧度 1? 弧度 2? K1 K2 壩坡穩(wěn)定計算 2 1? 2? m 2m 水位 h（ m） H（ m） ED（ m） ND（ m） BC（ m） 13 1s （ m2） 2s （ m2） 3s (m2) 4s (m2) 1W(kN/m) 2W(kN/m) 1?(kN/m3) 2?(kN/m3) a b c 弧度 1? 弧度 2? 弧度 1? 弧度 2? K1 K2 壩坡穩(wěn)定計算 3 1? 2? m 2m 水位 h（ m） H（ m） ED（ m） ND（ m） BC（ m） 13 1s （ m2） 2s （ m2） 3s (m2) 4s (m2) 1W(kN/m) 2W(kN/m) 1?(kN/m3) 2?(kN/m3) a b c 弧度 1? 弧度 2? 弧度 1? 弧度 2? K1 K2 38 （ 1） 分別假設 1 ?? ， 2 13?? 、 1 ?? , 2 13?? 和 1 31?? ，2 13?? 。 1 7 . 6 5 8 /ddt m k N m k N m? ? ?? ? ?則 濕 容 重 ＝。m=。 以 1 31?? 2 11?? 為例計算， 取單寬，重量 1W 、 2W 分別按下式計算： 34 1 1 11Ws ?? ? ? 2 2 1 3 211W s s??? ? ? ? ? ? 1 4 2s s s?? 4 1 ( ) ( 1 0 0 . 7 8 7 5 . 6 ) 2 5 . 1 8 ( )2s B C N D B C N D? ? ? ? ? ? 2 12s ND ED?? 式中： 1 BCDEBsS? 4 EDNEsS? 2 NDANsS? 3 BNDCBsS? 水下部分滑裂面坡率為 1： 2m ， 則 2 cot11 ??。 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡 穩(wěn)定計算 1. 假定上游水位為 ，按下式計算安全系數(shù) 1 1 1 1 12 2 2 1 2 2 2 2 1 21si n c o s ta n 011c o s ta n si n ( ) ta n si n c o s( ) 0P W WKW P W PKK? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? 計算簡圖如下 W1P1W2AB CDEN 圖 穩(wěn)定計算 簡 圖（上游水位在壩底以上 1/3處的上游壩坡） 已知： 1 36?? ， 2 34?? 上游壩坡邊坡系數(shù) ? ，壩高為 。為求得最小安全系數(shù) ,應假設不同的水位和 1? 、 2? 值。兩塊土體底面土料內(nèi)摩擦角分別為 1? 、2? 。 上游壩坡被分為三段，且每段坡率都不同，穩(wěn)定計算采用簡化邊坡，坡率不 變，坡率采用中段邊坡坡率，邊坡系數(shù) m 取 。假定各滑動面上有相似的安全系數(shù) K。所謂“極限平衡”是認為滑動面上的靜摩擦力達到最小值。 （ 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，為方便計算，假定 P與上滑塊底裂面平行。 （ 1） 滑動土體在折點處還形成塊間破裂面 DE，破裂面的方位當壩基土料內(nèi)摩擦角大于壩體土料內(nèi)摩擦角時傾向上游；反之傾向下游。 控制標準 31 表 容許最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 運用條件 工 程 級 別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 正常運用 非常運用 正常運用加地震 穩(wěn)定計算 上游壩坡穩(wěn)定計算的 基本原理與計算方法 屬于部分浸水的無黏性土壩坡穩(wěn)定分析。 計算方法 本設計只針對最大剖面。當壩坡由幾種不同性質(zhì)的土料組成或壩基存在軟弱層時，滑裂面往往是由直線和曲線組成的復合型，在黏土為曲線，在黏性土內(nèi)或軟弱層上為直線。當壩坡干燥或完全浸入水中時呈直線，部分浸水時為折線，斜墻壩上游失穩(wěn)時，常沿斜墻與壩體交界面滑動。 （ 2）直線或折線形滑裂面。當為黏性土壩坡時，其失穩(wěn)滑裂面呈上陡下緩的曲面，穩(wěn)定計算時常假定為一圓柱面，其在壩體剖面的投影是一個圓弧，稱滑弧。 壩坡坍塌失穩(wěn)滑裂面的形式主要與壩體結(jié)構(gòu)形式、壩基情況和壩的工作條件等因素有關(guān)。 [ ] ? ? ?，故滿足滲透穩(wěn)定要求。 1 6 .8 2 0 .1 1 31 4 9 .4HJ L? ? ? ；因為 39。 ?? ? ? ??? （水平向滲流） 滲流逸出點的實際滲透坡降為： 39。 1 . 1 2 5 0 . 7 0 0 0 . 7 8 8ccJ J ta n?? ? ? ? ? ? c 1 .1 2 5 0 .7 5 0K 1 .5JJ ? ? ? (自下而上滲流 ) 39。39。ccJ Jtan?? （ 58） 式中： ? —— 土的內(nèi)摩擦角， （ 。 管涌自上而下滲流的臨界坡降公式為： 2 5c 202 .2 ( 1) (1 )s dJ G n d? ? ? （ 57） 式中： cJ —— 管涌土臨界水力坡降； sG —— 土的比重， kN/ 3m ； n —— 土壤孔隙率，初步擬定為 ； 5d —— 相應于粘粒級配曲線上含量為 5%的粒徑， m； 20d —— 相應于粘粒級配曲線上含量為 20%的粒徑， m。 [ ] ? ? ?，故滿足滲透穩(wěn)定要求。 1 5 .8 2 0 .1 0 81 4 6 .8HJ L? ? ? ；因為 39。39。 CJKJ????? （水平向滲流） （ 510) 式中： K 為安全系數(shù)，根據(jù)建筑物級別和土壤類別選用，一般取~ ? ， ? ，則有： 225c 20 3 4 . 82 . 2 ( 1 ) ( 1 ) 2 . 2 ( 2 . 6 8 1 ) ( 1 0 . 3 3 ) 1 . 1 2 55 1 . 3s dJ G n d? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 39。35 ） 管涌的允許坡降為： ? ? cKJJ ? (自下而上滲流 ) （ 59） 39。 對壩基內(nèi)水平方向產(chǎn)生的臨界坡降為： 39。 則 1 98 .8 4 60 38 .8 4mH ? ? ?； 查資料可得 81 1 10 /K cm s??? ，即 101 1 10 /K m s??? 由前可知，瀝青混凝土斜墻防滲部分厚度為 18cm，即 又 ??? , co s co s 0 .9 2 9???? , sin sin 0 .3 7 1???? 故 = c o s 0 .1 8 0 .9 2 9 0 .1 6 7z ??? ? ? ? 又 1 / c osL H h z ?? ? ?（ ） 利用公式（ 55） 22 1221 h 2 m sin 1sin 112 m sin 1 sinKLq L ???? ?? ? ?? （ ）（ ） 即可求得通過中間壩段部分的滲流量，計算表格如下 25 表 校核水位斜墻部分滲流計算 水深 H1 （ m） 浸潤線高 h （ m） cosα sinα 斜墻厚δ （ m） Z（ m） L（ m） K1 通過斜墻 q （ m3/s） 30 28 26 24 22 21 19 20 （ 2）中間壩段計算 查資料可得 K=10?5cm/s，即 K= 10?7cm/s 又0 sinqkh ?? 下游坡率 1m =，即211s in 0 .3 7 11 m? ??? 計算表如下 26 表 校核水位中間壩段部分滲流計算 浸潤線高h（ m） 坡率 sinθ 0h （ m） 0L （ m） 中間壩段K 中間壩段 q （ m） 30 28 26 24 22 21 19 20 滲流穩(wěn)定結(jié)果分析 正常蓄水位下滲流穩(wěn)定分析 滲流穩(wěn)定：對非粘性土，滲透破壞形式的判別課參考伊斯托明拿法，根據(jù)土體的不均勻系數(shù) 6010dd?? 來判定： 10?? 時為流土 20?? 時為管涌 10 20??? 時不定 根據(jù)砂礫料顆粒級配曲線查得 60 34mmd ? ； 10 ? ，則； 6010d 34 6 8 2 0d 0 .5? ??? ? ，則 滲透破壞型式為管涌。當 q確定以后，將 q代入公式 （ 54）中即可計算 0h值。 通過壩體下游三角形楔形體的滲流量可按下式計算 0 sinKhq ?? （ 53） 式中 θ —— 壩的下游坡角 , 1211sin ( )1 m? ?? ? 。在滲流計算時，通過斜墻的滲流流量 q 可以按下式計算 2 2 2 211 c os2 si nHhqK ?? ????? （ 51） 式中 K1—— 斜墻的滲透系數(shù)，取 1 10?8cm/s； h—— 壩體浸潤線與斜墻下游坡面交點處的浸潤線高度； δ —— 上游水面與斜墻相交點處斜墻的高度； α ， γ —— 分別為斜墻的內(nèi)坡角和為坡角。 20 壩下游霧水，滲流計算可將壩體分為三部分，即斜墻部分、中間壩段和下游三角形楔形體部分。 水力學分析方法 選擇水力學方法解土壩滲流問題。 滲流分析的方法 土石壩滲流分析的方法有公式計算法（流體力學法、水力學法、有限單元法）流網(wǎng)法和電模擬法，本設計采用水力學法，水力學法建立在一些基本假定上，是一種近似解法，只能求得過水斷面上滲流要素的平均值，但其計算簡單，且精度一般可以滿足工程要求。 滲流分析的工況 滲流計算時，應考慮水庫運行中出現(xiàn)的不利條件，一般需考慮計算下列幾種工況： ⑴ 上游正常蓄水位 。 18 圖 貼坡排水構(gòu)造圖 這種排水設備施工比較方便，易于檢修，能防止壩體和壩基滲流出逸處產(chǎn)生滲透變形，保護下游壩坡，但不能起到降低壩體浸潤線的作用。本次設計無詳細資料，為安全起見，水平寬度去 。 本次設計采用貼坡排水，貼坡排水又稱表面排水，是沿壩體下游坡面筑一層堆石體，在堆石層與壩坡面之間和堆石層與透水壩基面之間設置反濾層，如下圖所示。 排水設備 為了 排除進入壩體的滲水，降低壩體的浸潤線，以及防止?jié)B流出逸處產(chǎn)生滲透變形。通常由粘結(jié)瀝青的石子或碎石組成，厚度為 4—— 8cm。通常在平整層的表面涂刷一層 17 瀝青瑪?shù)僦驗r青乳劑，以便使底部防滲層與整體平整易于結(jié)合。為了有效的排除滲水，通常沿壩軸線方向每隔 10—— 12m，用緊密的細粒瀝青混凝土從壩頂向壩腳方向在排水層中鋪設一條瀝青隔水帶，將排水成 分隔成幾段，以便進入排水層中的滲水在各排水段內(nèi)分別排入設在上游壩腳處的排水廊道中。 （ 2）上部防滲層 上部防滲層是瀝青混凝土的主要防滲層，有厚度為 12cm緊密的細粒（粒徑 12mm）瀝青混凝土做成，可分為 1—— 3層鋪設。 有排水