量。
按不同工况组合进行计算,可得到各工况下的渗流场和主坝的浸润线。各种工况下主坝渗流计算坡降及单宽渗流量值见表3.1—2。
***水库主坝典型断面各分区渗透指标表
表3.1—1
断面 分区土层 算术平均 坝体填筑土 深层搅拌桩 Ⅲ—Ⅲ(0+391) 坝基全新统低液限粘土 坝基粉土质砂、含砂低液限粉土 坝基更新统低液限粘土 3.9×10 -5-4渗透系数(cm/s) 允许渗透坡降 大值平均 -4小值平均 -51.2×10 3.0×10 2.9×10 1.0×10-6 7.1×10-5 1.9×10 -40.35~0.4 50 0.35~0.4 0.2~0.25 0.4~0.45 2.1×10-4 3.5×10 6.7×10 -5-4 2.1×10-5 8.7×10 1.79×10 -5-5***水库主坝典型断面渗流计算成果表
表3.1—2 计算水位 断面 上游水位(m) Ⅲ-Ⅲ (0+391) 19.12 19.78 19.98 下游坝坡出逸 逸出点高程(m) 15.93 16.44 16.68 计算单宽逸出点位势 31% 39% 41% 下游坝坡允许出逸坡降[J] 0.35 0.35 0.35 下游水位(m) 15 15.5 15.5 逸出点渗透坡降 0.25 0.29 0.32 流量(m3/d) 0.435 0.492 0.515 从加固后的主坝渗流计算成果可见,本次设计下游坝坡采用贴坡排水保护后,***水库主坝可满足主坝渗流稳定要求。
3.2 坝坡稳定计算
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001的规定,土坝的坝坡稳定计算应考虑水库运行中出现的各种不利工况。***水库设计正常蓄水位19.12m,设计洪水位为19.78m,校核洪水位为19.98m。
***水库正常蓄水位为19.12m,死水位为15.34m,两者相差3.78m。考虑到正常蓄水位至死水位高差不大,为工程安全计,本次复核仍对自正常蓄水位放空至死水位的工况进行计算,浸润线取用正常蓄水位稳定渗流期的浸润线。
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001的规定结合***水库有具体情况,确定***水库主坝坝坡稳定计算的工况为:
正常运用条件:
1、水库正常蓄水位19.12m稳定渗流期的下游坝坡; 2、水库设计洪水位19.78m稳定渗流期的下游坝坡; 3、水库自正常蓄水位降落至死水位的上游坝坡; 4、水库自设计洪水位降落至死水位的上游坝坡。 非常运用条件:
1、水库校核洪水位19.98m稳定渗流期的下游坝坡; 2、水库自校核洪水位降落至死水位的上游坝坡; 本次设计的坝坡稳定计算断面同渗流计算的断面。
本次设计对坝顶进行培土加高、坝坡进行整修,并增设贴坡排水措施,上游坡对原护坡拆除改建C15砼预制块护坡,对坝身采用多头小直径深搅建造水泥土防渗墙处理。由于本次室内土工实验采用的是饱和固结快剪的实验方法,可直接用作总应力法的计算参数。对于有效应力法,本次复核参照类似工程经验将饱和固结快剪的实验成果调整为饱和固结慢剪的指标。各断面的参数取用见表3.2—1。
主坝抗滑稳定分析物理力学指标参数
表3.2—1 断 面 分区土层 湿容重 (KN/m) 3饱和容重 固结快剪 C(Kpa) 20.4 17.1 16.5 22.5 慢剪(计算采用值) (KN/m3) φ(度) C′(Kpa) φ′(度) 17.4 15.5 17.6 17.4 19.4 16.1 15.5 21.5 19.4 17.5 19.6 19.4 坝体填筑土 18.522 19.333 Ⅲ-坝基全新统低液限粘土 18.718 19.111 Ⅲ 坝基粉土质砂、含砂低液18.816 19.358 0+391 限粉土 坝基更新统低液限粘土 19.012 19.698 本次主坝坝坡稳定计算采用《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001推荐的
计及条块间作用力的简化毕肖普法。稳定渗流期采用有效应力法对下游坝坡计算,水库水位降落时分别采用总应力法与有效应力法对上游坝坡计算。本次计算中的有效应力法为简化法(即容重代替法),即在坝坡抗滑稳定计算时令孔隙水压力为零而将孔隙水压力包含在土体重量的计算之中。主坝坝坡稳定计算程序为理正岩土计算软件(5.21版)的边坡稳定分析软件,该软件可采用总应力法和有效应力法两种方法计算。
主坝稳定计算成果见表3.2—2。
从加固后的主坝稳定计算成果可见,加固后主坝计算断面各工况坝坡抗滑稳定最小安全系数均大于规范允许值,故加固后主坝的坝坡抗滑稳定满足规范要求。
***水库主坝加固后坝坡稳定计算成果表
表3.2—2 断面 计算工况 水库正常蓄水位19.12m,下游相应水位15m,形成正常运用 Ⅲ-Ⅲ 0+391 非常稳定渗流。 水库设计洪水位19.78m,下游相应水位15.5m形成稳定渗流。 库水位由正常蓄水位19.12m降至死水位15.34m时。 库水位由设计洪水位19.78m降至死水位15.34m时。 规范要求最小安全系数 水库水位为校核洪水位19.98m,下游相应水位15.5m,形成稳定渗流。 下游坡 上游坡 1.20 1.476 1.497 — 坝坡 下游坡 上游坡 — 1.623 1.545 1.667 1.656 1.584 简化Bishop 总应力法 — 有效应力法 1.688 1.30 1.657 运库水位自校核洪水位19.98m降落至死水位15.34m用 时。 规范要求最小安全系数
3.3 主坝Ⅲ-Ⅲ横断面稳定渗流计算过程
主坝Ⅲ-Ⅲ横断面设计洪水位时渗流稳定计算:
[计算简图]
分析类型: 稳定流
[坡面信息]
上游水位高: 4.900(m) 下游水位高: 0.620(m) 上游水位高2: -1000.000(m) 下游水位高2: -1000.000(m) 坡面线段数 7
坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 1 2.800 1.120 2 3.000 0.000 3 12.797 5.944 4 0.610 -0.006 5 0.180 -0.002 6 3.910 -0.037 7 13.800 -6.900
[土层信息]
坡面节点数 = 10
编号 X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 2.800 1.120 -2 5.800 1.120
-3 18.597 7.064 -4 19.207 7.058 -5 19.387 7.057 -6 23.297 7.020 -7 37.097 0.120 -8 13.938 4.900 -9 36.097 0.620 附加节点数 = 12
编号 X(m) Y(m) 1 -19.771 -0.894 2 -19.771 -3.201 3 61.149 -4.230 4 61.149 -1.117 5 56.767 -1.066 6 19.387 -0.903 7 19.387 -2.403 8 19.207 -2.403 9 19.207 -0.896 10 54.989 0.120 11 -19.771 -6.045 12 61.149 -5.931 不同土性区域数 = 5
区号 土类型 Kx Ky Alfa (m/d) (m/d) ( 1 粘土 0.18140 0.18140 0.000 (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,) 2 粘土 0.25920 0.25920 0.000 (-1,0,9,-4,-3,-2,) 3 粘土 0.25920 0.25920 0.000 (-7,-6,-5,6,5,10,) 4 粘土 0.05790 0.05790 0.000 (11,12,3,2,) 5 粘土 0.00086 0.00086 0.000 (8,7,6,-5,-4,9,)
[面边界数据] 面边界数 = 9
编号1, 边界类型: 已知水头
节点编号 度)