【《某土石坝的稳定分析计算过程案例》2000字】

某土石坝的稳定分析计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u11174某土石坝的稳定分析计算过程案例 1227001计算方法及公式 177962手算计算过程 280653电算程序 3149424电算设计方案 341375电算结果 4231286稳定分析结果 5土石坝的稳定分析是为了验算所设计的土石坝在各种荷载、自身重量以及空隙水压力情况下，土石坝是否具有足够的稳定性，防止事故发生。依据《碾压土石坝设计规范》（SL274-2001）中规定的条分法是相对简单实用的粘性土均质或不均匀水库的稳定性分析方法。该方法将土质边缘的破坏简化为平面失真问题，破坏滑动面是圆弧面，假设圆弧面的力相对于圆心形成的滑动力矩和滑动力矩的比定义为滑动稳定的安全系数。在计算中，将滑动面以上的土体分成几个垂直的土条，忽略了土条之间的相互作用。对土条进行力和矩平衡分析，求解极限平衡状态下的边缘稳定安全系数。通过一个数量的估算，发现了最危险的滑动面位置和对应的最小安全系数。1计算方法及公式利用瑞典圆弧法进行此工程设计的稳定分析，计算公式如下 Kc=Σc式中：i——下标，代表土条编号；Wi`——第Wi——第ili——第iai——第ici、φ计算工况：在手算中只计算正常高水位（191.8m）及对应的下游水位（146.36m）。2手算计算过程滑弧面的选择本应该根据电算结果，选择最为危险的滑动进行手动计算验证，故而无法开展电算过程。因此假定任意一条滑动弧面进行稳定计算。为了尽量使滑动面较大，接近最危险滑动面，本次手动计算中选择滑动面的起点在坝顶、与心墙相交、与坝基接近或切入坝基、端点在坝脚附近，滑动弧面简图如下：图1.6滑动弧面简图手动计算详细步骤：（1）假定滑动弧面圆心、半径，确定滑动圆弧面；（2）圆弧半径取120m，坝顶滑弧起点距滑弧圆心水平距离108.81m，坝坡滑动面起止端点水平距离149.41m，划分为10块土条，每块土条水平宽度14.941m，编号如图所示；（3）坝体内土料在各种状态下的容重：防渗体重壤土天然容重：γ=坝壳料砂砾料天然容重：γ=坝壳料砂砾料饱和容重：γsat坝壳料砂砾料浮容重：γ坝基覆盖层浮容重：γ棱体排水天然容重:γ=22.0KN/m³棱体排水浮容重：γ（4）计算土条自重及在滑面上的反力；（5）计算动力矩及抗滑力矩；（6）计算抗滑稳定安全系数；详细的计算过程及计算结果如下表所示，在求解过程中，由于心墙后浸润线近似的平行于坝底高程，因此没有详细区分浸润线以下至下游水位以上的区域，近似认为浸润线与下游水位线重合。故而抗滑力矩（Wi`）和滑动力矩（Wi表1.9土坝、堆石坝坝坡最小抗滑安全系数表运行条件拦河坝的级别1234、5基本组合（正常运用）1.31.251.21.15特殊组合（非常运用）校核洪水1.21.151.11.05正常运用+地震1.11.051.051.0根据计算表格得抗滑稳定安全系数为K大于设计规范中的1.3，故满足抗滑稳定要求。3电算程序本设计中电算采用GeoStudio中的SLOPE/W进行计算，针对土石坝下游坝坡进行分析。计算工况分别为正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位稳定渗流期。采用计及条块间作用力的计算方法，条间力函数选项采用半正弦方式。采用Morgenstern-Price法进行计算。表1.10计条间力的坝坡抗滑稳定最小安全系数运用条件工程等级1234、5正常运用条件1.501.351.301.25非常运用条件Ⅰ1.301.251.201.15非常运用条件Ⅱ1.201.151.151.104电算设计方案电算的计算工况分别为：（1）正常运用条件：正常蓄水位稳定渗流期的下游坝坡稳定；（2）正常运用条件：设计洪水位稳定渗流期的下游坝坡稳定；（3）非常运用条件Ⅰ：校核洪水位稳定渗流期的下游坝坡稳定；每个工况下采用的滑弧可能范围相同，具体方案设计见表1.11。表1.11电算滑移点范围弧顶范围弧脚范围点（147，204.5）至点（157，204.5）点（327.9，141）至点（350，141）图1.7电算简图5电算结果根据设计方案计算的到的各种工况下最小安全系数见表1.12。相应情况下的最危险滑弧分别见图1.7～1.9。表1.12电算最危险滑弧的抗滑稳定安全系数计算工况Morgenstern-Price法正常蓄水位1.691设计洪水位1.695校核洪水位1.715图1.8正常蓄水位的最危险滑弧图