土坝渗流计算和抗滑稳定计算实例分析

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大坝渗流稳定及坝坡稳定计算分析

沙洞、溢洪洞、引水洞等组成，枢纽平面布置图见图 1。枢纽工程挡水建筑物为粘土心墙砂砾石坝，坝轴线按直线布置；粘土心墙坝最大坝高 82.6 m，坝顶长度 570.31 m。坝体上游坝坡为1∶2.5，上游坝坡采用现浇混凝土板护坡，下游坝坡采用混凝土网格梁填六棱块，下游坡脚处设置排水棱体，顶宽 2.0 m；坝壳砂砾料与排水棱体之间设两层反滤，反滤层厚0.5 m。
1 概况
楼庄子水库是头屯河上游山区控制性骨干工程，工程的主要任务是灌溉、防洪和城市生活及工业供水，是一座综合利用的水库枢纽工程。水库总库容为 7 374 万 m3，正常蓄水位为 1 394.50 m，死水位 1 353.30 m。工程由大坝、导流兼泄洪冲沙洞、溢洪洞、引水洞等组成。大坝为粘土心墙坝，最大坝高 82.6 m。
3 坝体计算
3.1 坝体渗流稳定计算分别对设计工况及校核工况下挡水建筑物的
渗流稳定进行分析[4-5]，采用河海大学编制的《水工结构分析系统》（AutoBANK6.10）计算；根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），计算坝体标准剖面进行下列水位组合情况：
（1）正常蓄水位（1 394.50 m）与下游相应最低水位（1 322.20 m）；
（2）设计洪水位（1 397.43 m）与下游相应最低
水位（1 322.82 m）；（3）校核洪水位（1 397.63 m）与下游相应最低
水位（1 323.76 m）。根据试验坝壳料、心墙料、基岩渗透系数取为：
坝壳料 Ks=3.2×10-2 cm/s；心墙 Ks=2.3×10-6 cm/s；基岩 Ks=1×10-4 cm/s；帷幕灌浆 Ks=1×10-7 cm/s；混凝土防渗墙 Ks=1×10-7 cm/s；砂砾石料的允许水力比降取 0.25。

土石坝渗流与稳定.

反滤层的设计：
算比较确定。一般要求反滤料的不均匀系数 <5~8；相邻两层间系数应满足：
反滤料一般采用比较均匀的抗风化砂、砾卵石或碎石。反滤层的级配和层数通过计

D40~ 60 8 ~ 10 d 40 ~60
对于被保护土的第一层反滤料，建议：
D15 / d 85 4 ~ 5 D15 / d15 5
流网图，提供坝体稳定分析、应力计算和排水设备选择之用
确定坝体与地基渗流量，以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水的尺寸确定坝坡出逸段与下游地基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透坡降，以判断该处的渗透稳定性确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算由此产生的孔隙压力，供上游坝坡稳定分析之用
常用的渗流分析方法：流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。
一土石坝渗流的基本方程及其解法
（一）渗流的基本方程
土坝渗流为层流，渗流区内任一点满足拉普拉斯方程：
2H 2H kx ky 0 x 2 y 2
式中： k 、k 为 x、y 方向的渗透系数
x
y
（二）渗流问题的水力求解
假设: 均质, 层流, 稳定渐变流. 应用达西定律(Darcy’s Law)，假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。如图示为一不透水地基上的矩形土体，此时过流断面上的平均流速为：
y 2 he2 L x 2he
浸润线通过 E( x 0, y H1 ) 点:
H 1 he2 L 2he
he L2 H 12 L
有褥垫排水的渗流计算图
2
由此可得EODBA段的单宽流量：
k H 12 he2 q 2L

下游棱体排水：当下游无水时和褥垫式相同；当下游有水时，如下图所示，可将下游水位以上部分按照无水情况处理。

某水库大坝渗流计算及稳定分析

某水库大坝渗流计算及稳定分析作者：彭成山梁荣慧来源：《城市建设理论研究》2012年第30期摘要：在病险水库除险加固工程中，经常需要对加固前的建筑物进行安全复核。

本文根据某水库的地勘资料，对其进行了渗流计算和坝坡稳定抗滑稳定计算，计算结果为水库大坝的加固提供合理的构筑建议和措施。

关键词：土石坝；渗流计算；稳定分析中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：1.工程概况某水库位于罗山县西南约55km处的灵山镇境内，属丘陵地区水库，位于淮河水系小黄河支沟上，控制流域面积3.3km2，总库容102.02万m3。

水库是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（1）型水库。

大坝为粘土心墙坝，现状坝长90m，最大坝高17.4m，坝顶宽约3m。

该水库按50年一遇设计，500年一遇防洪标准校核。

2.工程地质某水库位于秦岭－昆仑纬向复杂构造带之南亚带与新华夏系第二沉降带的交接复合部位。

受淮阳山字型构造与经向构造复合干扰，地质构造十分复杂。

据地质测绘及勘探揭露范围内，坝址区地层岩性主要为坝体人工填土（Qs）及燕山晚期侵入的花岗岩，仅在下游河槽分布有泥卵石。

坝址区地层根据时代、成因、岩性及其物理力学性特征，现由老到新分述如下：燕山晚期（r3 5）岩性为花岗岩，分布在水库两岸，肉红色、灰白色～淡红色，细粒~中粗粒结构，肉眼可见斑状矿物，矿物按含量依次为正长石、斜长石、石英、黑云母等。

裂隙较发育，多为60度左右的高倾角，裂隙宽0.3mm，裂面平整，沿裂隙面充填有铁锰质薄膜。

表层2m左右多为全风化，岩芯多呈碎屑状、块状，地质取芯率（RQD）低于10%；多为中等风化，岩芯呈块状和柱状，岩心采取率60%~90%，RQD值25%~80%。

第四系全新统（alplQ4）岩性为泥卵石，分布在下游河槽内，卵石成分主要为安山岩、花岗岩，灰绿色，灰黄色，多呈次圆状，粒径一般3~5cm，最大10cm左右，含量50%左右，泥质充填，结构较松散。

关村水库大坝渗流计算及稳定分析

ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｏｒｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｂｖｉａｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇｗｏｒｋｓｏｆｔｈｉｓｒｅｓｅｖｏｒｉｒ．
ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｌａｐｉｄａｔｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｄａｍ；ｓｅｅｐａｇｅｌｆｏｗ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ；ＧｕａｎｃｕｎＲｅｓｅｒｖｏｉｒ
年一遇校核。总库容３１７．８万ｍ，，控制流域面积３５．１５ｋｍ。
关村水库枢纽工程由大坝、放水涵卧管、溢洪道等三部分
组成。
５．５４ｘ１０－ｓｃｍ／ｓ。坝体土稍密～密实状态，属高～中等压缩性土。从黏粒含量、塑性指数、渗透系数等指标分析，满足均质土坝土料质量要求。坝体土的渗透变形破坏类型为流土，允许水力坡降
为０．４５。
大坝为碾压均质土坝，最大坝高３２．２ｍ，现状坝顶长１６０ｍ，
坝顶宽４ｍ。大坝上游坡比１：３～１：２．５，干砌石护坡，下游坡比
１：２．５～ｈ２，设二级马道，马道高程分别为２６．７ｍ、１９．２ｍ，（以坝底高程为０ｍ计，下同）为草皮护坡。卧管位于库区右侧岸坡上，共１０个进水口，相邻两孔高差为８０ｃｍ，最高一级进水口高程为２５．５ｍ。放水涵洞与卧管消力池相接，为砌石半圆拱无压洞，断面尺寸１．１ａｘｔｉ．５【ｎ，进口底板高程２１．１ｎｌ，纵坡１／２００。

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。

渗流计算及渗流稳定分析

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
图表4桐峪沟水库大坝下游坝坡抗滑稳定计算图。

土坝渗流计算分析及工程实例

土坝渗流计算分析及工程实例常志武;安忠伟【摘要】在水利工程中,地表水的冲刷破坏比较容易被发现和挽救,而地下水的冲刷却常被忽视,造成难以补救的工程破坏,因此,堤坝渗流的问题非常严重.据统计我国在20世纪90年代初存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土坝渗漏的就有106座,约占80％.渗透破坏是土坝坝体的常见病害,土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一,因此,准确地进行渗流计算分析是土坝设计的一项重要工作.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2012(040)010【总页数】2页(P159-160)【关键词】土坝;渗流计算;基本定律;稳定分析;工程实例【作者】常志武;安忠伟【作者单位】佳木斯市水利勘测设计研究院,黑龙江佳木斯154002;佳木斯市水利勘测设计研究院,黑龙江佳木斯154002【正文语种】中文【中图分类】TV139.141 渗流基本定律渗流运动的基本规律是依据法国学者达西在1852—1855年间根据对砂土渗透实验总结出来的达西定律。

即Q=kA(h1-h2)/L，若用学位面积的量V表示流速，则达西定律可表示为ki，式中:i=(h1-h2)/L为水力坡降;K为渗透系数。

2 土坝渗流土坝的渗流分析在工程设计中常将其简化为平面问题处理。

土坝渗流计算的主要任务是确定坝内浸润线的位置及经过坝体的渗透流量。

实际上，土坝渗流计算常采用“分段法”，分段法又分为三段法和两段法。

三段法是由巴普洛夫斯基提出的，将坝内渗流区划分为三段，第一段为上游楔形ABE，第二段为中间段AEFC，第三段为下游楔形段CFD。

对每一段应用渐变流基本公式建立流量表达式，然后通过三段的联合求解，即可确定土坝渗流量及溢出点水深hc，并可绘出浸润线AC。

两段法是在三段法的基础上简化而来的，将中间段和下游楔形段合并，把土坝渗流区划分成上游段ABE和下游段EACD两段。

“分段法”示意图见图1。

用手算方法计算均质土坝渗流稳定

某水库均质土坝渗流稳定计算1．渗流允许坡降（J 允）对粉质黏土，可按下式计算：J允(1)(1)/wG n c Kγ--+=式中 G —土粒比重，取2.73；n —土的孔隙率；/(1)n e e =+=0.849 /（1+0.849）= 0.4592；c —土的黏聚力，取7.0 kPa ；w γ—水的重度，取10 kN/m 3；K —安全系数，取2.0。

经计算得J = 0.818。

2．渗流计算方法根据地质勘察报告，坝基部位土层的渗透系数均小于 1.64×10-6cm/s ，属于弱～微透水层，可以认为本工程坝基为不透水地基。

本设计按均质坝、不透水地基、下游无排水设备进行计算，稳定渗流期计算简图如图1：图1 某水库稳定渗流期计算简图（无排水设备）稳定渗流期计算公式如下：221201200020211()(1)2()sin (1ln )(2)()(3)(4)21H H a q kH s H a q ka a s L m a H m m λβλ⎧-+=⎪+⎪⎪+=+⎪⎨⎪=-+⎪⎪=⎪+⎩式中 q —单位渗流量，m 3/s ·m ；k —渗透系数，取坝体平均渗透系数6.43×10-5cm/s （0.0556m 3/d ）；1H —上游水深，m ； 2H —下游水深，取7.45m ； 1m —上游坡比，取2.0； 2m —下游坡比，取2.0；0a —下游水位以上出逸点高度，m ； β—下游坝坡坡角，sin β=浸润线方程为：2212qy H x k=-渗流计算可采用迭代方法求解，即先假设一个0a 值，然后判断式（1）与式（2）计算结果是否相等。

此方法在手算时比较烦琐，为此，将上述公式进行变换。

先将式（3）、式（4）代入式（1），并令式（1）= 式（2），经化简后成为一单变量0a 的非线性方程，即：2210000100(0.90)0.90()1ln (5)46.4 2.445H a a f a a H a a ⎛⎫-++=-+ ⎪--⎝⎭满足0()0f a =的0a 值即为所求。

基于GeoStudio的某土石坝整治前后渗流及坝坡稳定分析

范围内。
表４出逸处水力坡降计算结果表
从表４中可以看出，在整治前后，水位升高都会导致出逸处水力坡降增大，但是整治前在３种稳定渗流工况下，浸润线在下游排水棱体出逸处的水力坡降都比《水利水电工程地质勘察规范ＧＢ５０２８７ —
３种工况下整治前后的下游坝坡稳定最小安全系数及允许值如表３所示。
表３稳定性计算结果表
棱体失效，坝体单宽渗流量较小，与此同时下游坝体内浸润线位置较高，下游坝坡的抗滑稳定最小安全系数在３种工况下都不满足规范要求。通过削坡、重建排水棱体工程整治后，坝体单宽渗流量虽有小幅增加，但依然在合理的范围内，重要的是下游坝壳中浸润线的位置明显降低，最小安全系数均满足了
坝体渗流，提高坝坡稳定的效果显著。
３．３出逸处水力坡降计算结果及分析
３种工况下整治前后渗流出逸处的水力坡降如
表４所示
［４］ＧＢ５０４８７ — ２００８，水利水电工程地质勘察规范［Ｓ］．北京：中国
参考文献：
［１］张克恭．土力学［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１：５４—
５５．
全系数
均未达到规范要求的安全系数允许值

明月水库渗流及抗滑稳定分析计算

以上所列计算成果显示，大坝在稳定渗流条件各工况下的下游坝坡最大渗透比降均大于坝坡允许
凝聚力Ｃ（Ｐ）ｋａ１２１３５５７５
计算稳定渗流各工况下的计算成果如下。
表４稳定渗流各工况下的计算成果
上游水位（ｍ）校核洪水位１６２７．１设计洪水位１５７７．Ｏ正常蓄水位１４０７．０逸出点渗流量下游坝坡００９．８００４．８０Ｏ７．６０８．１０７．Ｏ０４．９允许渗透比聘（３ｄｍ）大渗透比降Ｉ／．最ｎ０４．５Ｏ４．５０４．５
设计与施工
水利规划与设计
２１００年第５期
明月水库渗流及抗滑稳定分析计算
易谢冰
（南省株洲市水利水电勘测设计院湖南株洲湖
【摘
４２０）１０７
要】本文通过对明月水库大坝进行渗流计算和坝坡抗滑稳定计算，为水库的工程处理提供了依据，也为
表１各材料分区
分区指标Ｉ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
１２计算结果及分析．
根据以上所述的计算参数及计算工况，用有使限元法对大坝典型断面进行稳定渗流和非稳定渗流
坝体填土土心墙岩强风化层岩弱风化压粘基基渗透系数Ｋ（ｍ／）１ ×１— ． ×１— ２１ ×１ — ５３０５ｃｓ１０５８００５．７０４． ×１ —

某病险土石坝加固前后的渗流与坝坡稳定分析

ｂ —— 土条的宽度；ｉ
ｕ —— 土条底部各弧面Ｚ中点的孔隙
水压力。
式（）中左右两边都含有安全系数Ｆ，２因此需
２计算原理
２１渗流计算原理．
经迭代求解Ｆ值。
３计算方案及参数
某水库枢纽工程由主坝、拱副坝、石副坝、石砂
水电站设计第２卷第２７期
ＤＨＰＳ
２０１１６月年
某病险土石坝加固前后的渗流与坝坡稳定分析
黄靖，陈群，吕洪旭
６０６１０５）（四川大学水利水电学院，四川成都
摘
要：针对某病险土石斜墙坝斜墙和砂石料的渗透系数相差不大而导致坝体浸润线过高、下游坝坡稳定性不满足规范要求的问
题，采用黏土防渗墙的防渗措施，该土石坝设置防渗墙前后稳定渗流期的渗流场进行有限元分析，对并利用极限平衡方法进行下游坝坡稳定性分析结果表明：采取防渗措施后浸润线降低，渗透流量减少；防渗墙具有良好的防渗效果，而保证了下游坝坡的进
稳定性。
关键词：土石坝；加固；渗流；坝坡稳定；有限元分析中图法分类号￣Ｖ２．Ｔ２３４文献标识码：Ｂ文章编号：０３— ８５２１）２— ０８—０１０９０（０１００１４
（）２
一
ｓ ห้องสมุดไป่ตู้
＋
危及到整个土石坝的安全 ¨ 。本文主要针对某土石斜墙坝由于斜墙和砂石料

三家子坝体渗流与渗透稳定计算分析

坝一般由含细砂、级配不良细砂等填筑而成，透水性强，一般
都存在渗透稳定问题。混合坝由低液限黏土、细粒土细含
ｉ＝（ｇｃｔ￣ｐ－ｔ。（）６
砂、配不良细砂等混合填筑而成，级各种土混合填筑，明显无分区，透水性强，坝体质量较差，防渗设计中按砂性土计算。坝体的渗流分析主要计算堤内平均渗透比降、背水坡渗流出口比降及发生渗透变形的可能性，以便采取防止渗透变形的措施。坝体的渗流分析按不透水地基土堤渗流计算。其公
土坝为主，坝总长为９７０ｍ，合坝总长为１３土砂１混０００ｍ。坝一般由低液限黏土填筑而成，密实，体质量较好。砂较坝
ｏｎ－ａ志ｓｉ＝
㈥
由于砂坝及混合坝以砂为主，聚力较小，坡临界比黏堤
２００９年第６期（３第７卷）
黑龙江水利科技ＨｅｏｇａｇＳｉｃｎｅｈｏｇｆｔｏｓｒａｃｉｎｊｎｃｎｅａｄＴｃｎｌｙｏｅＣｎｅｖｎｙｌｉｅｏＷａｒ
Ｎｏ６．ｏ０．２９
（ｏａＮ．７Ｔｄｌｏ３）
三家子坝体位于呼兰区南部，全长１．８ｋ堤高３８～１０ｍ，．
—
５８Ｉ，．坝体类型有土坝、ｎ砂坝和混合坝，防洪标准为５～１０ａ
一
｝＋＝。ｈ￣ｏ－
．

土坝的渗流问题分析

土坝的渗流问题分析及其控制措施和监测技术前言：渗透破坏是土石坝坝体的常见病害,设计一套可靠的渗流监测系统是保证土石坝坝体安全运行的必备措施。

土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一。

对于土石坝渗透水溢出点的渗透坡降较陡时,坝坡就会发生流土、管涌,甚至滑坡、垮坝。

科学地对土石坝进行渗透监测,为水库安全运行、坝体安全稳定提供科学依据。

摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。

通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。

关键词:土坝渗流破坏基本内容控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏渗流监测渗流监测布设技术在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救，而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。

因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。

据米德布鲁克斯调查统计美国206座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。

我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。

1.土坝的渗流破坏土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。

原因不同,发生的现象也有不同，除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看，问题主要如图1：图1所示几种状况,并且分别说明如下:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。

大坝防渗及抗滑稳定分析

６．１３６５．７９３５．４４７５．１００４．７５０４．３９８
０．１７８０．１６８０．１６１０．１５４０．１４９０．１４４０．１３９０．１３５
７７．１６３８０．５９６８４．０２８８７．４６１９０．８９３９４．３２６
７３．７３０
③地基段ＣＤ的比降
Ｘ（ｍ）
０．４４００．８８０
比降
０．２０９０．１９０
Ｙ（ｍ）
１２．０ｏＯ７．４８９７．１５３６．８１６
６．４７７
１．３１９１．７５９２．１９９２．６３９３．０７９３．５１８３．９５８４．３９８
进行合理的渗流及抗滑分析。
３大坝防渗及稳定计算
３．１渗流计算
渗流计算的目的主要是计算渗透比降和确定坝内浸润线位置。渗透比降的大小直接影响坝体
的稳定性，当渗透比降超过其允许边界值时，不同
坝体因其结构、基础及坝体材料的不同将会发生不同形式的渗透破坏。浸润线的高低直接影响着坝体的渗透性及边坡稳定性。需依据实际情况进行具体分析，现通过理正岩土软件计算如下：计算条件：见图１
坝身渗透系数ｋ＝１．１２０（ｍ／ｄ）上游水位ｈｌ＝１２．０００（ｍ）

蒋大庙水库大坝渗流计算及稳定分析

ｓｃｉｎｆＪａｇａａｅｅｖｉＴｅｒｓｌｒｖｄｄｂｓｏｈａｇｒｅｉｎｔｎａｄｒｉｆｒｅｅｔｓｏｉｎｄｍｉｏｒｓｒｏｒｈｅｕｔｐｏｉｅａｉｆｒｔｅｄｎｅｌｏ．ｓｓｍｉａｉｎｅｎｏｃ－ｏ
蒋大庙水库大坝渗流计算及稳定分析
周晨露张艳华，
（．河海大学水利水电学院，１南京２０９；２１０８．河海大学设计院，南京２０９）１０８
［要］选取了安徽省定远县蒋大庙水库地质条件比较复杂的两个断面，行了渗流计算和摘进坝坡抗滑稳定计算，算结果为蒋大庙水库除险加固过程中大坝的工程处理提供了依据，为计也其他土坝的渗流及稳定安全分析提供了可借鉴的资料。［关键词］土坝；流计算；定分析渗稳
ＤａｏｉｎｄｍｉｏＲｅｅｖｉｍｆＪａｇａａｓｒｏｒ
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（．ｏｌｅｏｔｏｓｒａｃｎｙｒｐｗｒＥｇｅｒｇＨｏａＵｉｒｉ，ａｊｇ２０９，１ＣｌｇｆｅＷａｅＣｎｅｖｎｙａｄＨｄｏｏｅｎｉｅｉ，ｈｉｎｖｓｙＮｎｉ１ｓｎＩｓｔｔ，Ｎｎｉｇ２０９，ｈｎ）ｈｎ；．ｏａＵｉｓｙｅｉｎｔｕｅａｊ１０８Ｃｉａｅｉｇｉｎ
为０８０９，．５～．３均低于《碾压式土石坝设计规范》（Ｌ２４Ｓ７

东升水库大坝渗流计算及稳定分析

东升水库大坝渗流计算及稳定分析【摘要】土石坝渗流与稳定是土石坝设计中的关键环节，本文通过对东升水库大坝不同工况进行渗流计算和坝坡抗滑稳定计算，为水库的除险加固工程处理提供了科学依据。

【关键词】病险水库；大坝；渗流；稳定分析；东升水库1、工程概况东升水库是一座以防洪、灌溉为主的小⑴型水库。

控制流域面积5.1km2，设计灌溉面积1万亩。

原设计防洪标准为：100年一遇设计，300年一遇校核。

设计总库容155万m3。

东升水库枢纽工程由大坝、溢洪道、卧管及放水涵洞、提水工程四部分组成。

大坝为均质土坝，最大坝高35m，坝顶长110m，坝顶宽7m，采用粘土截槽防渗。

坝坡为草皮护坡。

溢洪道位于大坝左侧，进口采用竖井式，末端消能采用陡坡式。

大坝放水建筑物由卧管和放水涵洞组成，卧管布置于大坝右侧上游岸坡，纵坡1：2，坡长41.59m。

涵洞最低一级高程为10.0m。

扬水站位于库区右侧，由于水库蓄水量锐减，已弃用多年。

2、工程地质2.1坝体工程地质坝体土由低液限粉土组成，天然含水量10.7～24.0%，天然孔隙比0.634～0.848，干重度14.6～16.5KN/m3，慢剪内摩擦角17.1～25.0°，慢剪粘聚力12.0～15.2kPa，粘粒含量11.3～21.3%，不均匀系数20.0～4.5，渗透系数为3.10×10-6cm/s～1.63×10-4cm/s，压缩系数0.11～1.69Mpa-1，压缩模量1.02～16.30Mpa。

2.2坝基工程地质据本次勘察，坝基岩性可分为三层。

第③层低液限粉土（Q4al）：在26.50～27.0m夹粉土质砾，成分以石英、长石为主，次磨圆状，含零星卵石，可见粒径最大15cm左右。

该层厚度2.50～7.20m。

天然含水量17.3～21.6%，天然孔隙比0.635～0.699，干重度16.5～15.9KN/m3，压缩系数0.11～0.28Mpa-1，压缩模量为5.84～15.32MPa，渗透系数5.80×10-5～2.10×10-5cm/s。

土坝实例5

1、计算情况选择。

渗流计算应考虑下列水位组合情况：1) 上游正常高水位与下游相应的最低水位。

2）上游设计洪水位与下游相应的水位。

3) 上游水位为31坝高处。

2、渗流分析的方法采用水力学法进行土石坝渗流计算，将坝内渗流分为若干段，应用达西定律和杜平假设，建立各段的运动方程式，然后根据水流的连续性求解渗透流速，渗透流量和浸润线等。

3、计算断面及公式本设计仅对河槽处最大断面进行渗流计算。

计算公式采用表1中的不透水地基情况。

4、单宽流量计算结果列表1。

5、绘制浸洞线①正常蓄水位情况下，浸润线方程：x y 92.735.757-= x ∈（0，95，63）列表2如下，绘于图1。

表2 正常蓄水位情况下浸润线表图1 正常蓄水位情况下渗流及稳定计算图（单位：m）②设计水位情况情况，浸润线方程为52=xy x∈（0，84，58）.10+.6333列表(3)如下，绘于图2。

表3 设计洪水位情况浸润线表x (m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 84.58 y(m) 7.97 12.92 16.44 19.32 21.83 24.08 26.14 28.05 29.83 30.62图2设计洪水位情况下渗流及稳定计算图（单位：）③上游水位为1/3坝高处浸润线方程：x y 81.013.115-= x ∈（0，142,97）列表(4)，绘于图3。

表4 上游水位为31坝高处浸润线表 x (m)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 142.97 y (m) 10.73 10.35 9.95 9.65 9.10 8.64 8.16 7.64 7.09 6.50 5.84 5.10 4.23 3.14 1.32图3上游水位为1/3坝高处情况下渗流及稳定计算图（单位：m ）。

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土坝渗流计算和抗滑稳定计算实例分析
作者：刘颖
来源：《城市建设理论研究》2013年第39期
【摘要】根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001规定，土坝计算和分析主要包括渗流计算、渗透稳定计算、稳定计算、应力和变形计算，小（1）型以下的水库主要进行渗流计算、渗透稳定计算、稳定计算，笔者结合设计实例，简要介绍计算过程。

【关键词】碾压式土石坝设计规范渗流计算渗透稳定计算稳定计算
Abstract: According to the "design specification" rolled earth-rock dam calculation and analysis of the provisions of SL274-2001, including calculation of seepage, seepage stability calculation, stability calculation, calculation of stress and deformation, small (1) reservoir below the main seepage, seepage stability calculation, stability calculation, the author combined with design example, introduces calculation process.
Key words: rolled earth dam design; seepage; seepage calculation; stability calculation 中圖分类号：P343.3 文献标识码A 文章编号
1 概述
柳树水库位于吉林省长春市双阳区山河街道办事处柳树村境内的柳树河上游，地理坐标为东经125°40′，北纬43°50′，是一座以防洪灌溉为主，结合养鱼等综合利用的小（Ⅰ）型病险水库。

水库保护下游村屯11个，耕地7500亩。

水库枢纽工程由大坝、泄洪洞组成。

本次设计对大坝重新进行渗流计算和抗滑稳定计算。

2 土坝渗流计算
2.1 坝体渗漏量及渗流稳定分析
根据《柳树水库工程地质勘察报告》，坝体填筑土料组成，坝体渗透系数约为1.02～
1.57×10－5cm/s。

根据本工程实际情况，水库已运行几十年，浸润线早已形成，水库高水位运行的时间很短，浸润线不会抬高。

因此只计算正常高水位271.08m、坝后无水情况的浸润线、渗流量及其渗透稳定。

分析类型：稳定流
计算公式如下：
式中，K1为坝体渗流系数，K2为坝基渗流系数，a0为渗出高度，L1为坝体渗润线水平投影长度，L2为基坝渗径。

计算参数见表1。

坝体渗流稳定计算参数表表1
计算结果，单宽流流量q=0.03m3/d.m。

大坝渗流量计算见表2。

大坝渗流量计算统计表表2
从计算结果看，坝体的正常年渗流量不大，无需做防渗处理。

坝体浸润线方程：
通过计算，稳定渗流期大坝的平均渗透坡降以浸润线平均坡降为最大，i=(271.08-
261.78)/47.4=0.196，小于坝体土允许水力坡降J允许=3，故大坝坝体本身不会发生渗透破坏。

坝体渗透稳定是安全的。

2.2 坝基渗流稳定分析
坝基渗流稳定分析
公式：
式中：
H1、H2—坝上、下游水位（m）
T1、T2—上、下土层厚度（m）
k1、k2—上、下土层渗透系数（m/d）
2b—坝基宽度（m）
渗流稳定计算成果见表3。

坝基渗流稳定分析计算表表3
计算值J出逸=0.85小于允许值2.0，故坝基不存在渗透破坏问题。

坝基渗透系数约为1.02×10－5～5.5×10-2cm/s，局部坝基的渗漏量较大。

考虑到坝基渗透系数较大的土层（级配良好中砾）上粘土层覆盖层较厚（最薄处3m），多年运行中未发现存在渗流稳定问题，故不对坝基进行防渗处理。

3土坝抗滑稳定计算
3.1 稳定分析依据
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001规定，采用瑞典圆弧法进行计算。

选取最大坝高处、工程地质条件较差的桩号0+225断面进行计算。

水位：正常蓄水位271.08m，死水位265.23m，坝后按无水考虑。

3.2 计算情况
㈠正常运用情况：
⑴在正常蓄水位下稳定渗流期，下游坝坡稳定情况；
⑵水位在1/3坝高时，上游坝坡稳定情况；
㈡非常运用情况：
⑴水位从校核洪水位骤降至1/3坝高水位时，上游坝坡稳定情况；
⑵由于该区地震烈度为Ⅵ度，根据规范规定，不需对正常运用期遇地震情况进行计算。

大坝结构稳定分析的有关地质参数见表4。

土坝稳定分析采用的有关岩土设计参数表表4
3.3 稳定分析成果
大坝稳定分析计算采用北京理正软件设计研究所《边坡稳定设计软件5.1版》计算程序，采用瑞典圆弧法进行电算，计算成果见表5。

大坝坝坡抗滑稳定分析计算成果表表5
从上述工况的坝坡稳定计算结果看：上、下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求，不会发生滑动破坏，计算简图见图1～3。

图1 坝前水位位于1/3坝高时上游坝坡稳定分析简图
图20+225断面正常蓄水位稳定渗流期背水坡稳定分析简图
图30+225断面水位骤降期迎水坡稳定分析简图
4 结论
随着电子计算机技术的普及和工程设计软件的广泛应用，土坝的渗流计算和抗滑稳定计算采用工程软件计算，计算过程相对简化，但为了保证计算成果科学合理，公式中的各种参数要合理选用，计算要严格遵循《设计规范》的要求，同时为了避免出现偏差，建议每个大坝至少要选择3个断面进行计算，每个断面按现有断面和设计断面分别计算出安全系数，计算得出的安全系数全部满足规范要求时，即满足工程设计要求。

参考文献：
中华人民共和国行业标准《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）。