渗流作用下土石坝稳定性分析

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河南高家湾水库坝体渗流及稳定性分析

河南高家湾水库坝体渗流及稳定性分析摘要：水库大坝渗流稳定分析，对大坝的安全鉴定和后期的除险加固起着至关重要的作用。

文章选取河南省罗山县高家湾水库大坝为研究对象，通过实际勘测资料分析，对大坝地质条件比较复杂的断面进行渗流稳定计算。

计算成果为坝体的除险加固提供了理论依据和一定的借鉴作用。

关键词：土石心墙坝；渗流计算；稳定分析1 引言渗流稳定分析是评定大坝安全性能的重要指标之一，因蓄水后坝体渗漏等问题所导致的一系列失事问题不胜枚举[1]。

尽管工程技术人员对许多病险水库的安全运行状态的监测和加固方案设计做了很多研究和总结，但由于土石坝的特殊性，土石坝的渗流稳定问题仍然需要进一步的深入研究。

本文选取需除险加固的河南省罗山县高家湾水库为研究对象，坝址位于淮河水系竹竿河支流小黄河支沟，水库流域面积0.78km，主河长1.26km，是一座以防洪､灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的水库。

大坝为心墙砂壳坝，坝顶高程150.60m，坝底高程142.90m，最大坝高17m，坝长41m，坝顶宽3.4m；上游平均坡比为1：2.5，下游平均坡比为1：2.2，采用植草护坡。

2 工程地质库区工程地质条件及坝体质量如下：1）库区出露的地层主要为第四系残积层（Q2e1）和燕山期侵入花岗岩（γ53）。

河床上部及阶地上部多为重粉质壤土。

2）坝体砂壳填土为花岗岩石渣，含大量重粉质壤土。

根据现场渗水试验成果，坝体填土渗透系数为9.2×10-4cm/s；心墙填土为粘土重粉质壤土，天然干密度平均1.70g/cm3，粘土心墙渗透系数范围为5.5×10-5cm/s~3.6×10-4cm/s。

大坝粘土心墙的防渗性不足，且在勘察期间发现下游坡脚见有多处渗漏点。

3）坝基､坝肩主要为燕山期侵入花岗岩。

坝基为弱风化花岗岩，根据现场渗水试验成果，该层透水率为8.5×10-5cm/s。

土石坝渗透及稳定性分析探讨

土石坝渗透及稳定性分析探讨摘要:渗流问题是土石坝安全的关键,渗流控制是土石坝建设的重中之重。

在渗流控制措施上,随着渗流控制理论的发展,由原来的以防为主逐渐向防渗、排渗和反滤层三者相结合。

本文从土石坝渗漏问题、防渗措施、有限元渗流场计算的基本数学模型三个方面进行介绍。

关键词:土石坝渗透稳定性随着我国水利水电建设的快速发展和“西电东输”水电项目的实施,众多高土石坝的建设被提上了日程,特别在深厚覆盖层河谷,地质条件差,地震烈度高,多数坝高较大(尤其200m以上)的大坝选择或拟选择建土石坝。

渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题,直接关系到工程的安全和投资。

土石坝施工简便,地质条件要求低,造价便宜,并可就地取材且料源丰富,是水利水电工程中极为重要的一种坝型。

土石坝坝体用散粒材料填筑,挡水后上下游的水头差引起了水流渗过坝体、坝基及两岸坡向下游排出。

由于勘测设计缺陷、施工不良、管理运行不当以及渗流、地震等,都会使土石坝体及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。

在土石坝中,坝体和坝基的渗漏较为频繁,许多中、小型病库,就是因为坝身、坝基等产生渗漏造成险情。

一、土石坝渗漏问题(一)坝基渗漏。

坝基渗漏主要有以下两种渗漏方式:一是铺盖裂缝产生的渗漏。

铺盖裂缝一般是由于施工时防渗土料碾压不严,达不到所要求的容重或铺土时含水量过大, 固结时干缩而产生裂缝;或基础不均匀沉陷时铺盖被拉裂;或铺盖下没有做好反滤层,水库蓄水后在高扬压力下被顶穿破坏;也有施工时就近取土,破坏了覆盖层作为天然铺盖的防渗作用。

二是心墙下截水墙与基础接触冲刷破坏。

截水墙与基础的接触边界是最容易形成渗流通道的薄弱环节。

在截水墙下游与基础接触边界处设置反滤层失效,导致接触冲刷,坝体和基础土料被带走,就会造成坝体严重破坏。

(二)坝身渗漏。

土石坝常因斜墙、心墙等防渗体裂缝形成渗流的集中通道,导致管涌的发生,甚至引起坝体的失事破坏。

具体地讲有以下几种情况:一是心、斜墙裂缝漏水。

土石坝的应变分析及稳定分析

土石坝的应变分析及稳定分析关键词：土石坝、应变、蓄水期、稳定性、荷载摘要：我们认为，土石坝应力应变分析中有待解决的问题主要有下列几个方面。

第一是多数的研究限于施工期, 而回避了蓄水期的计算。

但是土石坝是挡水建筑物, 因此可以说, 不解决水对坝体的作用问题就是根本上没有解决问题。

实际上现代设计的高土石坝也多是在初蓄水期发生严重变形甚致破坏的。

此外, 现有计算方法本身也存在许多问题, 例如对于由刚度相差悬殊的几种材料组合的坝型就不能很好适应, 特别当土体中存在混凝土结沟的时候。

但是我们相信, 随着试验和原观测资料的积累及计算技术的发展, 这些问题将会逐步得到决,应力应变分析也一定会在土石坝设计中占据越来越重要的位置, 总有一天设计工作者将能摆脱目前滑坡稳定分析加经验的设计方法, 走上按极限变形和抗裂设计的轨道。

一、蓄水期土石坝工作状态的特点现有的原体观测资料表明, 施工期坝体内的应力主轴的方向变化不大, 坝坡局部偏转较大的地方也不超过15度, 而且大部分区域大小主应力比都在一之间, 也就是说接近于单向压缩状态。

这就意味着, 施工期坝体内的应力状态比较简单, 而月坝体的变形以垂直压缩变形为主。

可是, 一旦受到水的作用, 问题就大大复杂化了。

水对坝体的工作状态的影响表现在三个方面：（1）水平荷载引起的主应力轴偏转；（2）浮托力引起的卸荷作用；（3）土骨架浸水软化引起的附加变形（以下简称浸水变形）。

根据高米的堆石坝模型试验的结果,水平压力与浮托力的共同作用使大范围内应力主轴偏转十几度,并使上游坝壳应力减小,下游坝壳应力加大。

但从应力水平看则是下游降低,上游增高,并在上游坝壳靠心墙处达到破坏状态，形成个相当于主动土压力状态。

同时,国内外大量的观测资料表明,由于水压力及软化变形的共同作用,坝顶既可能向上游位移,也可能向下游位移,而且往往是先向上游,后向下游,同时中心线发生明显的挠曲图。

软化作用还会引起显著的沉降如果仅从浮托力考虑，蓄水时坝顶应当上抬。

例析水库坝体渗流及稳定性

例析水库坝体渗流及稳定性1 引言到目前为止，国家尽管对全国许多大中小型病险水库的安全进行鉴定和加固做出了总结，但是还有很多工作需要去做，为今后的大坝加固和鉴定及设计和施工提供技术及理论支持。

本文通过以某小型水库心墙坝的安全鉴定和加固，介绍了大坝中的渗流情况和渗透变形破坏情况对大坝的危害，为坝体的施工提供借鉴。

2 坝身及坝基工程地质评价水库位于某县境内，距县城约13km。

坝址位于灌河支流下马河，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（2）型水库。

大坝为砂壳心墙坝，坝顶高程101.6 m，最大坝高17.2m，坝长51.1m。

坝顶泥结碎石路面，宽3.2m；上游现状干砌石护坡拆除新建C20混凝土，坡比1：3.0、1：4.0；下游新建草皮护坡，坡比1：2.5；续建排水棱体，顶高程为85.6m，宽2m，外坡为1：1.5。

库区工程地质条件及坝体、坝基质量如下：坝体为粘土心墙坝，砂壳由中粗砂，充填壤土碾压填筑而成，心墙由砂壤土杂砾石碾压填筑而成。

砂壳渗透系数范围值为1.10E-03～2.20E-03cm/s，具中等透水性；心墙天然干密度平均值1.62g/cm3。

室内试验渗透系数范围值为1.60E-06～9.80E-04cm/s，现场注水试验渗透系数范围值为2.90E-04～4.90E-04cm/s，具中等透水性。

由于该水库存在渗漏问题，根据工程地质情况，对大坝进行防渗计算和稳定分析。

3 渗流计算及稳定性分析根据地质勘测资料，对大坝典型断面进行渗流场分析。

大坝渗流分析采用采用有限元法计算；计算断面为大坝主河槽段最大坝高断面（桩号B0+010）。

3.1计算原理及基本参数a）计算原理采用有限元分析法求解渗流场.稳定渗流方程为：（公式3-1）式中：k——土的渗透系数；Ф——势函数，Ф=（P/γW）+γγw——水的容重；P——水壓力.对于土石坝的无压渗流情况，先假设一个大致的自由表面初始位置，程序通过反复迭代和修改自由表面位置，使其满足规定的边界条件，得到新的自由表面，此线即为第一条流线即浸润线。

考虑渗流影响的水库大坝边坡稳定性研究

考虑渗流影响的水库大坝边坡稳定性研究陆庆芳陆华坤(洪湖市灌区工作站湖北荆州 433200)摘要：水利大坝在防洪、发电、航运、灌溉、水产养殖、旅游、城市供水等方面发挥着重要作用。

大坝的稳定性在工程设计和研究过程中至关重要。

基于有限差分法和强度折减法的基本原理，采用FLAC3D 软件，考虑渗流状态、水库水位高度和坝体渗透系数，对大坝的稳定性进行分析。

结果表明，随着库水位的升高，坝体的渗流特性更加明显，坝体的水平位移增大，坝体的滑动安全系数减小。

随着坝体渗透系数的增大，坝脚渗流流量呈线性增大，坝体稳定性明显降低。

该研究对坝基渗流和坝坡稳定性进行了评价。

研究发现，水库水位和坝体渗透性是影响坝坡稳定的重要因素，因此在大坝设计和施工过程中有必要加强防渗措施。

关键词：水库大坝边坡稳定性渗透性中图分类号： TV223.4文献标识码： A文章编号： 1672-3791(2023)11-0107-04Research on the Slope Stability of Reservoir Dams inConsideration of the Effect of SeepageLU Qingfang LU Huakun(Honghu Irrigation Area Workstation, Jingzhou, Hubei Province, 433200 China)Abstract: The water conservancy dam plays a significant role in flood control, power generation, shipping, irriga‐tion, aquaculture, tourism, urban water supply and other aspects. The stability of the dam is extremely important in the process of engineering design and research. Based on the basic principles of the finite difference method and strength reduction method, FLAC3D software is used to analyze the stability of the dam in consideration of the seepage state, the height of the reservoir water level and the permeability coefficient of the dam body. Results show that with the increase of the reservoir water level, the seepage characteristics of the dam body is more obvious, the horizontal displacement of the dam body increases, and the slip safety factor of the dam body decreases, and that with the increase of the permeability coefficient of the dam body, the seepage discharge at the foot of the dam in‐creases linearly, and the stability of the dam body decreases obviously. It is found that the reservoir water level and the permeability of the dam body are the important factors affecting the stability of the dam slope, so it is necessary to enhance anti-seepage measures during the design and construction of the dam.Key Words: Reservoir; Dam; Slope stability; Permeability土石坝是一种由当地土石材料填筑而成的挡水结构，在全球范围内得到了广泛的应用和建设。

第三节土石坝的渗流分析

第三节土石坝的渗流分析土石坝是一种常见的水工结构，用于拦截水流，形成水库储存水资源。

而土石坝在水库的稳定性和安全性方面的最关键问题之一就是渗流问题。

土石坝的渗流分析是为了确定渗流路径和渗流量，从而评估土石坝的稳定性。

土石坝渗流分析的基本理论是达西定律和渗流理论。

根据这两个理论，土石坝的渗流规律可以用渗流方程描述：Q=K×A×i其中，Q是坝体中的渗流量，K是渗透系数，A是渗透面积，i是渗透坡度。

渗透系数是描述土体渗透性质的重要参数，可以通过实验或采样测试得到。

渗透面积是指单位时间内的水流面积，可以通过计算得到。

渗透坡度是指单位长度内的水头差，可以通过坝体的水头测量得到。

土石坝的渗流分析可分为两种情况：一种是均匀渗流情况，另一种是非均匀渗流情况。

对于均匀渗流情况，可以通过渗透方程计算渗流量。

首先需要确定渗透系数，可以采用实验数据或经验公式计算。

然后确定渗透面积和渗透坡度，可以通过坝体的几何和水头测量来计算。

最后代入渗透方程计算出渗流量。

对于非均匀渗流情况，渗流路径复杂，需要进行更详细的分析。

可以采用有限元或有限差分等数值方法进行渗流分析。

首先需要建立坝体的几何模型，包括土石的分层结构、渗透性质等。

然后根据渗透方程和边界条件进行数值计算，得到各点的水头和渗流量分布。

通过分析水头和渗流量的分布，可以评估渗流路径和渗流量，为土石坝的稳定性和安全性评估提供依据。

总之，土石坝的渗流分析是土石坝设计和安全评估的重要内容。

通过理论分析和数值计算，可以得到土石坝的渗流路径和渗流量，评估土石坝的稳定性和安全性，为工程设计和运行提供科学依据。

同时，渗流分析还可以指导渗流控制和排水措施的设计，提高土石坝的渗流性能。

土石坝防渗墙特性参数对渗流稳定性影响分析

土石坝防渗墙特性参数对渗流稳定性影响分析张新闻（河南省水务规划设计研究有限公司汕头分公司，广东汕头515000）摘要：为研究防渗墙特征参数对大坝渗流稳定性的影响，文章基于数值模拟系统地研究了防渗墙高度、深度及水位对渗流量比值及扬压力比值的影响，结果表明：防渗墙的深度大于30m 时，防渗效果的影响逐渐趋于稳定。

随防渗墙阻力系数的增大，扬压力呈现波动趋势，防渗墙位置应尽量靠近临水侧坝踵位置以降低坝基扬压力。

研究结果可为土石坝防渗提供参考。

关键词：土石坝；渗流稳定性；防渗墙；数值模拟；特征参数中图分类号：TV697文献标识码：B文章编号：1673-8853（2023）11-0124-020引言防渗墙是一种有效的水力大坝的防渗手段，具有施工简便和防渗性能好的优点。

既有研究主要集中于防渗墙的防渗效果及渗流规律。

彭昆和马雅丽基于MIDAS 数值计算方法系统地研究了不同土石坝防渗体系效果。

结果表明，斜心墙+混凝土防渗系统可以有效延长渗流路径，防渗效果最佳。

韩勇基于Geo-slope/seepw 建立数值计算模型，系统地分析了土石坝防渗墙在不同深度下坝体内的渗流规律。

结果表明，在大坝下游设置大型排水棱体，可以有效防止发生流土及管涌现象，保证坝基的稳定。

涂扬举等依托四川瀑布沟水电站，建立数值计算模型，详细地研究了瀑布沟高心墙土石坝渗流稳定性。

结果表明，连接部位的水力坡降呈非线性变化，其中混凝土结构的顶部渗透坡降最大，心墙底部坡降最小。

结果表明，防渗墙厚度为0.80m ，入岩深度2m 最为经济合理。

目前关于防渗墙的模拟多集中于单一模型的各向同性介质，考虑目前研究的不足，文中建立数值计算模型，采用多孔介质模型详细地研究了防渗墙不同特征参数，如墙体埋深、厚度、位置及水位等因素对坝体稳定性的影响。

1数值模型1.1模型概述此文研究的土石坝为典型土石坝，坝体计算长度为60m ，坝前水深和坝后水深均为80m 。

坝基临水侧最高水深为100m ，背水侧最高水深为20m 。

浅析渗流对土石坝的安全影响及控制措施

鉴作用。
关键词：石坝渗流渗透破坏渗流控制防渗加Ｉ土１１中图分类号：ｕＴ７文献标识码：Ａ土石坝是最古老的，是当今世界最也普遍采用的一种坝型。论在中国还是在不全世界，与其他坝型相比较，石坝都占绝土对优势，世界兴建百米以上的大坝中，占到大坝总数的８．％，国已建成坝高１ｍ以２９我５上的各类大坝中土石坝数量占到总数的９％。石坝挡水后，上下游水位差作用３土在下，流必将通过坝体和坝基（括两岸）水包向下游产生渗流，此带来的渗流破坏问题因对土石坝的安全至关重要，土石坝的渗而流破坏引起的失事，往给国民经济带来往巨大损失，至造成严重灾难。甚
文章编号：６３１２１）３ｃ－１１ｏ１－７（０ｏ（）ｏ１－１７２９ｏ（）滤层保护。滤层作用是滤士、２反反排水，增加抵抗渗流出口处土体的渗透破以坏和不同土层间接触冲刷的能力。滤层反是防止土体渗透破坏的最有效的措施。反滤层一般是由２～３不同粒径的砂石料组层成。次与渗流方向正交，径顺水流方向层粒由细到粗排列，邻土体之间粒径较小的相土体颗粒不能通过粒径较大的颗粒的缝隙。料分层粒径级配具有严格的要求。材反滤层的材料应该是耐久的、风化的砂石抗料，具有足够大渗透系数。并（）制措施与地质条件相结合。流３控渗控制的目的是减少渗漏，使土石坝最大以限度的利用其兴利库容，挥其在国民经发济中的作用；及防止渗流对建筑物的渗以透破坏，证建筑物的安全运行。流控制保渗方案的选择，赖于工程地质和水文地质依条件，据不同地质条件采用相对应的控根制措施。层透水地基当深度小于１～１ｍ单０５时，采用粘上截水墙等垂直防渗；宜当深度

4(2)土石坝(：渗流分析)

4(2)土石坝渗流分析
xx年xx月xx日
目录
• 引言 • 土石坝基本知识与概述 • 土石坝渗流分析原理和方法 • 土石坝渗流分析案例 • 土石坝渗流安全与防护ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ施 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
土石坝是一种由土料、石料或混合料等材料组成，并主要依靠坝体自身重量来抵抗坝下游水流的推力以保持稳定的水工建筑物。
应急预案
制定应急预案，如发生渗流事故时，及时启动应急预案，组织抢险救援。
06
结论与展望
研究成果总结
建立了适用于本工程实际地质条件的渗流模型；分析了不同工况下的坝体渗流场分布；
确定了坝体和坝基的渗透系数；预测了坝体的渗流量。
存在问题和改进建议
1
模型参数的确定受地质条件影响较大，需进一步开展相关研究；
结构形式
土石坝的结构形式可分为重力坝、拱坝和重力拱坝。重力坝是依靠坝体自重和地基承载能力来维持稳定的坝体，拱坝则是通过拱形的结构形式利用地基反力来维持稳定。重力拱坝则是结合了重力坝和拱坝的特点。
土石坝的渗流特性
渗流现象
渗流是指水在坝体内流动的现象。由于坝体材料的透水性，水会在压力作用下渗透过坝体，形成渗流。
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影响渗流的要素
渗流的影响因素包括坝体材料的透水性、水压力、坝体结构形式等。这些因素的变化会导致渗流量和渗流路径的变化。
03
土石坝渗流分析原理和方法
渗流分析的基本原理
1 2
饱和液体
在一定温度下，固体颗粒在一定压力下完全润湿，此时液体和固体表面之间存在一个平衡压力，称之为饱和压力。
土石坝材料的物理性质
计算步骤
包括前处理、计算、后处理三个步骤，其中前处理和后处理主要是对计算结果进行可视化、分析和整理，计算则是根据渗流基本方程进行求解。

渗流计算及渗流稳定分析[终稿]

渗流计算及渗流稳定分析
一、计算情况
根据《碾压式土石坝设计规范》有关规定，计算组合情况如下：
1、上游正常水位177.84米,下游无水;
2、上游设计洪水位180.57米,下游无水;
3、上游1/3坝高水位174米,下游无水
二、计算参数
坝体渗透系数Ko=3.3×10-6m/s,坝基Kt=3.0×10-6m/s
采用解析法计算成果见下图:
图1 桐峪沟水库大坝渗流安全计算图
三、防渗工程措施
计算结果如上图，由于计算出逸坡降大于允许坡降J=0.4，采取
工程措施,下游坝脚采取贴坡排水, 排水体顶按规范要求高于最高出逸点0.5米，即173.2米高程。

坝坡稳定计算及稳定分析
一、计算工况
根据有关规范，土石坝施工、建设、蓄水和库水位降落的各个时期不同荷载下，应分别计算其稳定性。

控制稳定的有施工期（包括竣工期）、稳定渗流期、水库水位降落期和正常运用遇地震四种情况。

二、计算参数
见下表
三、计算成果及分析
计算成果见下图,所示，经计算，各种工况下均满足设计要求。

图表 2 桐峪沟水库大坝上游坝坡抗滑稳定计算图
图表 3 桐峪沟水库大坝上游坝坡抗滑稳定计算图。

病险土石坝加固前后的渗流与坝坡稳定分析

渗流与坝坡稳定的分析方法。
关键词：土石坝；病险加固；渗流；坝坡稳定；分析方法
在当前的水利工程应用中，水库等水利工程建筑物的结构稳定４病险土石坝加固后的渗流与坝坡稳定性分析性与安全性是保证水利工程系统正常运行的基础。因此加强对水库为了能够更加精确的对土石坝的渗流与坝坡稳定进行分析，以安全性的评价与管理是非常重要的。而在水工建筑物的安全评价进一步确保坝体加固工程的施工质量，保证修复后的土石坝能够达中，坝体渗流与坝坡稳定性分析是其中非常关键的两项评价内容。到技术要求的基本性能，我们对加固后的土石坝再次进行了稳定分根据调查显示，我国很多水库大坝发生事故的引发因素是因为渗流析。本次工程中，我们主要采取了极限平衡法与有限单元法的分析问题，使得坝体本身遭到严重破坏而造成水库失事的。为此，加强对方法，其具体的分析内容如下所示：渗流的控制与管理是当前土石坝维修养护工作中的重点内容。本文４．１极限平衡法中，笔者通过某小型水库的维修加固工程为例，对该水库的土石坝稳定分析的目的在于确定潜在破坏面的安全系数，安全系数的在加固维修前后分别进行了渗流与坝坡稳定分析，指出了通过对土定义为抗滑力和滑动力之比。极限平衡法将滑动土体分成若干土石坝的维修加固，极大的减少了渗流影响，保证了坝坡的稳定，从而条，每个土条和整个滑动土体都要满足力和力矩平衡条件。在静力提高了水库大坝的安全性。、平衡方程组中，未知数的数目超过了方程式的数目，解决这一静不１某小型水库的基本状况定问题的办法是对多余未知数作假定，使剩下的未知数和方程数目我国某小 Ⅱ型水库位于某中级城镇境内，大坝为均质土坝，最相等，从而解出安全系数的值。在本工程中，对土石坝修复加固后的大坝高１５．５７ｍ。坝体土和坝基的渗透系数Ｋ分别为１．９０× 边坡进行了极限平衡法的分析，分析结果显示坝坡的滑动安全系数１０－％ｍ／ｓ、３．６ ×１０％ｒｄｓ。该水库现已运行二十多年，勘测、设计及施值相对较高，符合有关规定的参数要求。工方面均存在较多缺陷，加上建设和运行期间缺少资金，建设和管４．２有限单元法理无法按要求到位，给工程留下许多隐患。主坝外坡左侧高程有限单元法在有关边坡、坝体的抗滑稳定分析中应用得最早、７９．５ｍ处左右有湿润散浸，其中２处渗水水流浑浊并有细粉粒带处也最为广泛，它的优点是考虑边坡岩土体的各向异性和不连续性，地表，属非正常渗漏，右端有３处湿润散浸。主坝右、左两岸坝肩接它可以给出岩土体的应力应变大小、分布规律、变化趋势，以及屈服触处坡脚均见一股渗漏水，其流量约０．０４～０．０８ＩＪｓ。针对这一现状，贯通区域等，克服了刚体极限平衡分析法假定条件较多的缺点，计工程人员对其进行了灌浆加固处理。算过程严密、计算结果精确，能从应力应变关系去分析边坡、坝体的２病险土石坝的计算工况和计算结果失稳破坏机理，从而得出最容易发生变形破坏和首先需要采取加固计算工况：根据该水库的水位值及运行调度情况，水库水位从措施的部位等。有限单元法也存在自身的缺陷，如求解大变形、位移正常蓄水位７９８．８０ｍ降至死水位７９０．５０ｍ大约需要２０ｄ，库水位的不连续等问题，对于无限域、应力集中等问题的求解也不甚理想。平均降速为ｖ＝０．４２ｍ／ｄ，该水库在库水位下降时为缓降类型，上游坝所有渗流区域内的节点的水头函数值就近似地代表了整体的坡中渗流为非稳定渗流。故对其分六种情况进行渗流计算，具体工水头函数。这样的求解过程实质上就是把原来用微分方程求解变换况为：工况１：上游为正常高水位７９８．８０ｍ时的情况；工况２：上游为为若干个待定值的代数方程。一经求出这些未知量，就可以通过插设计洪水位７９９．６０ｍ时的情况；工况３：上游为校核洪水位７９９．９０ｍ值函数计算出各个单元内场函数的近似值，进而得到整个求解域上时的情况；工况４：上游库水位由７９８．８０ｍ降至死水位７９０．５０ｍ时场函数的近似值。显然随着单元数目的增加，解的近似程度将不断的渗流情况；工况５：上游库水位由７９９．６０ｍ降至死水位７９０．５０ｍ改进，只要单元满足收敛要求，近似解最后将收敛于精确解。因而采时的情况；工况６：上游库水位由７９９．９０ｍ骤降至７９８．８０ｍ再降至用有限单元法能够更加精准的确定大坝的稳定性。死水位７９０．５０ｍ时的情况。工况４、５、６为非稳定渗流工况。５结论计算结果：根据坝体内浸润线位置，工况１到工况６渗流时的通过上述分析我们可以看出，在该水库的土石坝运行中，防渗渗透坡降分别为Ｊ＝０．３４ — ０．４３。由《水利水电工程地质勘察规范》中墙的墙体发生了较大的病害，加大了坝体的渗流作用，另外，防渗墙的公式计算可得出坝体土的临界渗透坡降为Ｊ＝（Ｇｓ一１）（１－ｎ）＝０．９６，的底高程和墙体的渗透系数也是影响土石坝渗流与边坡稳定的主允许的渗透坡降［Ｊ］＝Ｏ．４８，工况１到工况６的渗透坡降计算值均小要因素。在经过详细的分析后，我们得出了土石坝渗流场变化的状于规范所得的允许值。况以及边坡可能出现滑坡危险的形成机理，从而制定了最佳的土石３病险土石坝加固前的渗流与坝坡稳定分析坝加固方案，并在加固后对土石坝稳定性再次进行分析，所得分析鉴于该水库是人工打夯碾压土坝，技术含量低，使上坝土料含结果显示，土石坝已经基本恢复正常运行，稳定性较为良好。水量控制不严、土质较差、压实不均匀，导致坝体质量较差。现场踏参考文献勘表明，下游坝坡在桩号０＋０４９、高程７９４．０８ｍ处、桩号０＋０６３、高程【１】孔伟．小型土石坝防渗加固前后渗流及稳定分析ｆＪ１．长沙理工大７９５．８４ｍ处、桩号０＋０６７、高程７９５．００ｍ处存在三个集中漏水点，总学，２０１０．渗漏量达到０．６Ｌ／ｓ；下游坝坡在桩号０＋０１６ — ０＋０５２、高程【２】文久，金基君．某水库坝体渗流评价及处理措施『Ｊ１．吉林水利，２０１１７９２．１２～７８８．１７ｍ范围内存在散浸现象，渗漏量达０．４Ｉ＿／ｓ。现场钻孔（１１）．注水试验资料表明：坝体土的渗透系数Ｋ＝７．１ ×ｌ０＿５－２．４×１０，属弱中等透水层。综上所述，建议进行防渗处理。坝基和坝肩属弱透水��

土石坝的稳定分析

3.稳定安全系数计算公式

1）有效应力法计算，且计入地震荷载时
抗滑力矩总和 M r k 滑动力矩总和 M s
{[(w i V)cos i ubsec i Qsin i ]tani' Ci' bsec i } k [(w i V)sin i Mc / R ]
特殊组合
校核洪水
正常运用+地震
1.2
1.1
1.15
1.05
1.1
1.05
1.05
1.0
上表中的安全系数适用于采用不计条间作用力的瑞典圆弧法计算的情况。

对于1、2级高坝以及复杂条件情况，可采用计入条间作用力的毕肖普法或其他较为严格的方法。此时，表中的安全系数应提高5％～10％，且对1级大坝，在正常运用条件下的安全系数不应小于1.5。
k w i sin i
《SL274－2001 碾压式土石坝设计规范》第8.3.2条规定：土石坝各种工况，土体的抗剪强度均应采用有效应力法；粘性土施工期和粘性土库水位降落期，应同时采用总应力法。（这主要是粘性土的孔隙率比较小的缘故）。第8.3.3条还规定：对以粗粒料填筑的高坝，特别是高面板堆石坝，还应考虑其非线性抗剪强度指标问题。
复式滑动面示意图
4.5.2土料抗剪强度指标的选取
来自土的抗剪强度指标主要指总抗剪强度指标（凝聚力c和内摩擦角）和有效抗剪强度指标（（凝聚力和内摩擦角）。通常可以采用室外原位测试方法测定，或室内剪切试验方法确定。室内抗剪强度指标测定方法有3种：不排水剪、固结不排水剪和排水剪。《SL274－2001 碾压式土石坝设计规范》第8.3.5条中规定：土的抗剪强度指标应采用三轴仪测定。对3级以下的中坝，可用直接慢剪试验测定土的有效强度指标；对渗透系数很小（小于 10 － 7cm/s ）或压缩系数很小（小于0.2MPa-1）的土，也可采用直接快剪试验或固结快剪试验测定其总强度指标。《SL274 － 2001 碾压式土石坝设计规范》附录四中第 D.1.1条规定了不同时期（施工期、稳定渗流期和水库水位降落期）、不同土类的抗剪强度指标的测定方法和计算方法。

土石坝渗流安全评价范本（2篇）

土石坝渗流安全评价范本1.引言本文旨在对土石坝渗流安全进行评价，并提供相关范本。

土石坝是一种常见的水利工程结构，其渗流安全性对于工程的可靠性至关重要。

渗流问题可能导致土石坝的稳定性受到影响，甚至引发灾难性的事故。

因此，对土石坝渗流安全进行全面的评价和监测至关重要。

2.渗流机理土石坝的渗流是指水从坝体内部透过孔隙、裂隙等通道以一定速度流出或流入的过程。

渗流机理与坝体材料的水文特性密切相关，包括坝体的渗透性、孔隙结构、裂隙分布等因素。

3.评价指标（1）渗透系数：渗透系数是评价土石坝渗流性质的重要指标，其数值越大，表示渗流能力越强。

（2）饱和线：饱和线是土石坝渗流安全评价中的关键参数。

饱和线上方的压力为正压力，下方为负压力，当负压力超过一定限度时，有可能引起剪切破坏。

（3）渗透流速：渗透流速是衡量土石坝渗流量的指标，其数值越大，表示渗流速度越快。

（4）渗流路径：渗流路径是评价土石坝渗流安全的关键要素，如果渗流路径直接穿越土石坝的主体结构，将对坝体的稳定性造成重大威胁。

4.评价方法（1）实地调查：对土石坝进行全面、细致的实地调查，收集关于岩石、土壤、地下水等方面的基本数据。

（2）室内试验：进行饱和渗透试验，测定土石坝材料的渗透系数等参数。

（3）数值模拟：利用数值模拟方法，对土石坝的渗透性、水力特性进行模拟计算，得出渗流路径、流速等参数。

（4）监测数据：通过对土石坝安装渗流监测仪器，实时监测渗流情况，并将监测数据与模拟结果进行对比分析。

5.评价结果（1）渗透系数：根据室内试验数据和数值模拟结果，确定土石坝的渗透系数，并与渗透性标准进行比较评价。

（2）饱和线：通过渗流模拟计算和监测数据分析，确定饱和线的位置和性质，并评价其对土石坝的稳定性的影响。

（3）渗透流速：根据监测数据和数值模拟结果，确定土石坝的渗透流速，评价其对工程安全的影响。

（4）渗流路径：通过数值模拟计算和监测数据分析，确定渗流路径的位置和分布情况，评价其对土石坝稳定性的影响。

考虑饱和一非饱和渗流的土石坝渗流及稳定性计算

该土石坝在校核洪水位工况下的渗流计算结果表明，考虑饱和-非饱和渗流计算结果的浸润线相对于考虑饱和渗流计算结果的浸润线较高。仅考虑饱
和渗流计算结果的土石坝单宽渗流量为 8.380×10-4 m3/d·m，而考虑饱和-非饱和渗流计算结果的土石坝单宽渗流量为 12.113×10-4 m3/d·m。故考虑饱和-非饱和渗流计算结果得出的渗流量相较于考虑饱和渗流计算得出的渗流量要大。
考虑饱和-非饱和渗流的土石坝渗流及稳定性计算
张守仁（安徽省地质实验研究所，安徽合肥 230000）
安徽建筑
岩土工程与地基基础
摘要：以某土石坝为研究对象，依托 Geo-studio 软件的渗流计算和边坡稳定性计算模块，文章比较了仅考虑饱和渗流与考虑饱和-非饱和渗流两种状态下土石坝坝体的渗流和稳定性计算结果差异。计算结果显示，考虑饱和-非饱和渗流状态下的土石坝浸润线位置较仅考虑饱和渗流状态下的要高，单宽渗流量更大；与此同时，坝坡稳定性计算结果显示考虑饱和-非饱和渗流状态下的土石坝稳定性系数较仅考虑饱和渗流状态下的低。关键词：土石坝；饱和-非饱和渗流；稳定性计算中图分类号：TU441+.35 文献标志码：B 文章编号：1007-7359（2019）09-0196-03 DOI：10.16330/ki.1007-7359.2019.09.077
据工程资料建立了数值网格模型。模型共有 6780 个节点，6846 个单元，网格模型图及材料分类如图 1 所示。
土石坝施工简单，地质条件要求低，造价便宜，因此是水利工程建设中一种重要的坝形[1]。在水库运行期，土石坝的渗流场实际上是饱和渗流场与非饱和渗流场的统一结合体。 [2-4] 然而在目前常规的渗流分析中，往往只考虑了坝体在饱和渗流状态下的渗流和稳定性计算情况，并运用该结果来指导土石坝的施工。然而这与坝体的实际渗流场分布不相符，应用该结果来指导实践必将出现偏差，不利于施工安全。因此，开展土石坝在饱和-非饱和渗流状态下的渗流计算和稳定性计算是极有必要的。