123456：均质土石坝枢纽建筑物设计
代入式4-5得h0?(H1?H2)2?L2?L=(66.3?15.4)2?159.912?159.91=7.9
q66.32?(15.4?7.9)2?代入式 4-6有 =12.05 K2?159.91则渗流将为：q=12.05×0.44?10?8=5.30?10?8㎡/s 代入式4-1得浸润线方程为 y=15.8x+62.41 将渗流曲线坐标值列入表4-3中.
表4-3校核洪水位时渗流曲线坐标值
x y
0 7.9
10 14.85
30 23.16
50 29.10
70 34.18
90 38.52
110 42.43
130 46.00
150 59.32
24.5渗流分析
将前面三种工况计算所得的渗流曲线绘制在图4-2中。
由图中所示三种状况下的渗流曲线没有相交，说明渗流分析结果是合理的。
图4-2渗流曲线图
5稳定分析
稳定分析是确定坝的设计剖面和评价坝体安全的依据。稳定分析的可靠程度对坝体的经济性和安全性具有重要的影响。
5.1计算工况与安全系数
（1）稳定渗流期。校核两种工况的上、下游稳定：①水库水位处于正常蓄水位或设计洪水位，下游为相应水位，属于正常运用条件；②水库水位处于校核洪水位，下游为相应水位，属于非常运用条件Ⅰ。
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123456：均质土石坝枢纽建筑物设计
（2）水库水位骤降。水库水位处于正常蓄水位或设计洪水位，下游为相应水位，属于正常运用条件。
按SL 274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定，坝坡抗滑稳定的最小安全系数根据坝的级别，参照表5-1加以选取。
坝的级别 正常运用条件 非正常运用条件Ⅰ 非正常运用条件Ⅱ
表5-1 坝坡抗滑稳定的安全系数
1 2 3
1.35 1.30 1.50
1.30 1.25 1.20 1.20 1.15 1.15
4、5
1.25 1.15 1.10
表5-1中的安全系数适用于计及条块间作用力的简化毕肖普和摩根斯顿-普莱斯法等。采用瑞典圆弧法时，对1级坝正常运用条件要求最小安全系数不低于1.30，其他情况可较表中数值减小8%。
5.2 稳定分析基本原理及方法
本设计采用圆弧法，其基本原理为假定滑动面为一圆柱面。将滑动面内的土体看作刚体，失稳时该土体绕圆弧的中心旋转，沿着坝轴线方向取单宽坝段按平面问题进行分析。计算时将滑动面以上的土体分成若干铅直土条，求出各土条对圆弧中心的抗滑力矩之和以及滑动力矩之和。二者之比为该滑弧抗滑稳定安全系数Kc
圆弧法有分两种：毕肖普法和瑞典圆弧法，本设计采用瑞典圆弧法。 5.2.1最危险滑弧圆心范围的确定
如图5-1，做点M1、M2，M2点的方向由坝坡坡度查表5-2而得?1、?2角来确定。同时在坝坡中部上方、坝线中点铅垂线与法线之间半径为（1/2～3/4）L的范围内，L为坝坡在水平面上的投影长度。
表5-2坝坡坡度表
`
角度 (°) 半径
1:1
1:2 26 35 0.75H 1.75H
1:3 25 35 1.0H 2.3H
1:4 25 36 1.5H 3.75H
1:5 25 37 2.2H 4.8
?1 ?2
R1 R2
28 37 0.75H 1.5H
土料的凝聚性愈强，相应的滑动面愈深；无粘性土的滑动面则较浅。本设计选取滑动面与下游坝脚附近相交。
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图5-1圆弧法计算简图
计算公式：
KTR?C'?'ibisec?i?Wicositan?ic=SR=?W isin?i式中：
i----- 土条编号；
W----- 土条重量； b----- 土条宽度
?----- 土条延滑裂面的夹角， 单位（°）；
C'、?'----- 有效抗剪强度指标.
5.3稳定分析计算
5.3.1正常蓄水位的下游坝坡稳定计算
第一次试算：R=172 m b=17.2m 计算过程计入表5-3中：
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5-1）
（ 123456：均质土石坝枢纽建筑物设计
图5-2正常蓄水位时下游坝坡稳定计算简图a
表5-3正常蓄水位时下游坝坡稳定计算表a
编号 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
A1
A2
0 0 0 163.53 360.34 473.172 563.3 598.044 470.523 283.97 34.95
A30 0 0 213.97 156.01 161.51 189.72 230.82 281.39 288.96 136.87
0 0 63.145 56.85 156.52 156.52 106.98 0 0 0 0
A4
0 104.06 217.54 20.495 0 0 0 0 0 0 0
A5 142.06 156.52 156.52 99.67 0 0 0 0 0 0 0
?1
20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4
?2
?319.8 19.8 19.8 19.8 19.8 19.8 19.8 19.8 19.8 19.8 19.8
16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5
?4
20.5 20.5 20.5 20.5 20.5 20.5 20.5 20.5 20.5 20.5 20.5
?5
18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18
b
17.2 17.2 17.2 17.2 17.2 17.2
?
0 0 0 0 0 0
sin?
0 0 0 0 0 0
cos?
1 1 1 1 1 1
sec?
1 1 1 1 1 1
23 23 23 23 23 23
? ?'
40 40 40 40 40 40
tan?
0.37787 0.37787 0.37787 0.37787 0.37787 0.37787
0.72654 0.72654 0.72654 0.72654 0.72654 0.72654
tan?'
C 20 20 20 20 20 20
0 0 0 4364.988 3182.604 3294.763
W1
25
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17.2
17.2 17.2 17.2 17.2 24 30 37 44 53 0.3681 0.454 0.549 0.6374 0.7396 0.9298 0.891 0.8358 0.7705 0.673 1.076 1.122 1.196 1.298 1.486 23 23 23 23 23 40 40 40 40 40 0.37787 0.37787 0.37787 0.37787 0.37787 0.72654 0.72654 0.72654 0.72654 0.72654 20 20 20 20 20 3870.288 4708.789 5740.397 5894.784 2792.148
0 0 0 3237.894 7134.732 9368.806 11153.34 11841.27 9316.355 5622.606 692.01
W2
W30 0 1041.893 938.025 2582.58 2582.58 1765.17 0 0 0 0
0 2133.23 4459.57 420.1475
0 0 0 0 0 0 0
W4
2557.044 2817.36 2817.36 1794.06 0 0 0 0 0 0 0
W5W坝体0 0 1041.893 8540.907 12899.92 15246.15 16788.8 16550.06 15056.75 11517.39 3484.158
2557.044 4950.59 7276.93 2214.208
0 0 0 0 0 0 0
W堆石W坝体cos?tan?0 0 393.6999 3227.353 4874.491 5761.062 5898.509 5572.173 4755.337 3353.318 886.0572
W堆石cos?tan?'747.2936 3652.684 5515.694 1452.112
0 0 0 0 0 0
?W条块icos?tan?747.2936 3652.684 6012.266 4790.249 4401.075 4386.086 3983.342 3218.294 2173.216 361.6625
Cbsec?
360 360 360 366.4908 373.212 387.1908 404.0388 430.722 467.2224 534.9096 Wsin?
0 0 0 2066.439 3186.46 4595.618 5371.17 5594.534 4757.82 1051.851
51261.52 31878.71 1.61
>1.35
满足 稳定 要求
T S Kc表格中： A1---------------第i条块中浸润线以上部分土体面积；
A2---------第i条块中水面线以上浸润线以下部分土体面积；
A3---------第i条块中水面线以下部分土体面积；
A4---------第i条块中水面线以上棱体排水部分面积； A5---------第i条块中水面线以下棱体排水部分面积；
?1----------土体干容重； ?2----------土体湿容重； ?3----------土体饱和容重； ?4----------棱体堆石干容重； ?5----------棱体堆石湿容重；
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