河北工程大学毕业设计（论文）
4.4渗流稳定结果分析
4.4.1 正常蓄水位下渗流稳定分析 ① ②
渗流量：水库每日渗漏量12.17m3，故能满足防渗要求。
渗透稳定：对非黏性土，渗透破坏型式的判别可参考伊斯妥明娜法，根据土体
d的不均匀系数??60d10[2]来判定：
??10时为流土 ??20时为管涌
10???20时不定
根据砂砾料颗粒级配曲线查得d60?34mm；则；??d10?0.5mm ，渗透破坏型式为管涌。
管涌自上而下渗流的临界坡降公式为：
d6034??68?20d100.542d3Jc?kn3 k——土壤的渗透系数，cm/s n——土壤孔隙率，初步拟定为0.33 对坝基内水平方向产生的临界坡降为：
[2] （4-6）
式中：d3——相应于粘粒级配曲线上含量为3％的粒径，m
Jc'?Jctg?[2] （4-7）
式中：?——土的内摩擦角，(34) 管涌的允许坡降为：
J [J]?cK[2] (自下而上渗流) （4-8）
[2]Jc'' [J]?KK?1.5，则有：
（水平向渗流） （4-9)
式中：K为安全系数，根据建筑物级别和土壤类别选用，一般取K?1.5~2.0，
42d342?0.3?10?3Jc???0.098
?4k6?10n30.333Jc'?Jctg?=0.098?tg350?0.069
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[J]?'Jc0.098??0.065(自下而上渗流) 1.5KJc'0.069??0.046（水平向渗流） [J]?1.5K渗流逸出点的实际渗透坡降为：
H (4-10) J?L.9 则H?h?H?33.22?31?.4；1.L8近似取计算长度L?182m2[2] 已知
J?H1.8??9.8?10?3 ；因为J?9.8?10?3?[J']?0.055，故满足渗透稳定要求。 L182.84.4.2 校核洪水位下渗流稳定分析
分析过程同正常蓄水位。
5 土石坝坝坡稳定分析及计算
5.1设计说明 5.1.1 设计任务
对土石坝进行稳定分析的目的，是通过计算坝体剖面的稳定安全度来检验坝坡在各种工况下是否安全，断面尺寸是否经济合理。
坝坡坍滑失稳滑裂面的形式主要与坝体结构型式、坝基情况和坝的工作条件等因素有关。主要有以下几种：
（1）曲线形滑裂面。当为黏性土坝坡时，其失稳滑裂面呈上陡下缓的曲面，稳定计算时常假定为一圆柱面，其在坝体剖面的投影是一个圆弧，称滑弧。滑裂面的位置，如坝基为掩饰或坚硬的土层时，多从坝脚处滑出；当坝基土质与坝体相近或更软弱时，滑裂面可能深入坝基从坝脚滑出。
（2）直线或折线形滑裂面。当滑裂面通过由砂，沙砾石等材料构成的无黏性土坝坡时，在坝坡剖面上的投影是一直线或折线。当坝坡干燥或完全浸入水中时呈直线，部分浸水时为折线，斜墙坝上游失稳时，常沿斜墙与坝体交界面滑动。
（3）复合断裂面。当坝坡由几种不同性质的土料组成或坝基存在软弱层时，滑裂面往往是由直线和曲线组成的复合型，在黏土为曲线，在无黏性土内或软弱层上为直线。 5.1.2 计算工况
（1）库水位最不利时的上游坝坡，这种不利水位大致在坝底以上1/3坝高处； （2）上游为正常蓄水位，下游为相应最低水位的下游坝坡； （3）校核洪水位下有可能形成稳定渗流的下游坝坡； （4）施工或竣工期的上下游坝坡；
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5.1.3 计算断面
本设计只针对最大剖面。 5.1.4 控制标准
表5-1 容许最小抗滑稳定安全系数 运用条件 正常运用 非常运用 正常运用加地震 5.2 稳定计算
5.2.1库水位最不利时的上游坝坡
5.2.1.1 基本与原理与计算方法（折线法）
属于部分浸水的无黏性土坝坡稳定分析。对于部分浸水的无黏性土坝坡，因水上水下土壤力学性能不同，滑裂面近似为一折面，折点高程大致在水位附近。
1）滑动土体在折点处还形成块间破裂面DE，破裂面的方位当坝基土料内摩擦角大于坝体土料内摩擦角时倾向上游；反之倾向下游。为分析方便取为铅直方向。 2）破裂面作用力P与该面法线的夹角等于土料的内磨擦角，为方便计算，假定P与上滑块底裂面平行。
用折线法计算滑动土体的稳定安全系数时，采用“安全的极限平衡法”。所谓“极限平衡”是认为滑动面上的静摩擦力达到最小值。“安全”是指上述极限平衡是在一定安全储备条件下的。假定各滑动面上有相似的安全系数K。滑动面上土料的抗剪力除以K后作为计算抗剪力。
工 程 级 别 Ⅱ Ⅲ 1.25 1.20 1.15 1.10 1.05 1.05 Ⅰ 1.30 1.20 1.10 Ⅳ 1.15 1.05 1.00 - 23 -
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BE α1-αC2P1w1D1:mα2w21A图5-1 无黏性土坝坡稳定计算图 设图中ADC为任一滑动面，折点在D点，块间破裂面DE将滑动土体分为两块，其
重量分别为W1、W2，两块间作用力为P，起方向平行与DC。两块土体底面土料内摩擦角分别为?1、?2。
1:mEPw2W1E P1ααα21-αBCF2KDF1KN11N2α2D(a)A(b)图5-2 无黏性土坝坡分块分析受力图由于块BCDE沿DC方向力的平衡可得[见图5·2（a）]：
P-W1sin?1+
1Wcos?1tg?1=0 (5-1) K1- 24 -
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