小型水库大坝稳定分析计算分析

郭磊

[摘 要] 以某小型水库为基本研究对象，通过某公司渗流有限元分析法来对坝体进行渗流分析，了解不同工况情况下的单宽渗流量、浸润线位置、渗透比降等信息，之后采用瑞典圆弧法对坝体进行稳定分析，计算出大坝上游、下游的坝坡抗滑安全系数，使小型水库大坝稳定设计符合相关标准要求。

[关 键 词] 小型水库；大坝；稳定性；分析计算

[中图分类号] TV62+1 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）02-0141-01

在新的历史时期怎样完善小型水库建设成为相关人员需要思考和解决的问题。在实际的水库施工建设中，受建筑物级别低、设计标准不符合规范、实际施工等因素的影响，小型水库管理建设过程中面临一些不利因素，小型水库工程建设发展安全问题频发，影响了水库发展建设的总体收益。

一、某小型水库实际情况

某小型水库是一座以防洪、灌溉为主要的综合水利工程，小型水库大坝是均质土坝，上游是干砌块石护坡，水库溢洪道布置在大坝的右边，紧紧靠着大坝，是一种开敞式溢洪道。水库放水的位置在水库的右岸口，一共有六个放水孔位，涵管是人工隧道，进出口是浆砌石结构，在应用的时候没有启闭设施，经过综合分析比较、权衡之后决定在大坝的上游坝坡上铺设复合型土工膜，同时做好相应的加固处理。

二、小型水庫大坝渗流分析

（一）基本资料

（1）水文基础资料。径流量计算采用新编制的径流深等值线图，洪水情况根据当地洪水流量经验公式进行计算。（2）测量资料和地质资料。采用当地水利水电勘测设计院的数据信息绘制地形图以及大坝横断面图。

（二）大坝渗流计算工况

按照碾压式土石坝设计规范的要求，在进行大坝渗流操作的时候需要对水文组合情况进行复核，具体内容包括：（1）正常工作情况下，设计洪水位稳定渗流期。（2）正常水位的稳定渗流期。（3）非常时期的工作情况，也就是在水位出现突然降低时的非稳定渗流期，同时还需要对洪水位稳定渗流期进行核实计算。

（三）大坝允许渗透的坡降计算

结合小型水库大坝体积、坝基土体的级别配置情况，确定坝体、坝基可能出现的渗漏变形类型，之后结合坝体、坝基涂料的物理性质、各类指标等确定小型水库大坝临界水力的坡降，结合工程特点和工程开展重要性确定相关安全系数，求解得出能够被允许的水力坡降，结合坝体的运行情况计算出下游坝坡出逸点情况，并进行相应的判别操作。

1.判别土地类型

孔隙直径法判别计算如（1）所示，根据公式计算之后应用孔隙直径法判断得到的管涌类型是渗透变形。

三、小型水库大坝的稳定计算

通过渗流分析之后发现断面是小型水库大坝主要河槽段的最大坝高断面，小型水库大坝结构计算断面图具体如图一所示。将小型水库大坝结构计算断面图上的各个计算重要节点导入相应的软件中，应用渗流有限元分析法进行计算，具体结果如下所示：在647.35 m正常水位下稳定渗流期水位下的大坝流网图如图二所示。根据图二发现，小型水库大坝的出逸点高程是627.508 m，单宽渗流量是每天0.16097 m3，坝体出逸点的渗透坡降是0.17，坝址区的渗透坡降是0.1，坝基渗透坡降是0.35.再将这个小型水库大坝和其他工况比较分析之后发现，计算得到的水力坡降都要比能够允许的渗流坡降小，大坝的浸润线逸出点在棱体排水内，坝体和坝基渗流稳定情况满足相关要求。

四、小型水库大坝的抗滑结论分析

应用北京理正软件，按有效应力计算方式对不计块之间作用力的瑞典圆弧法进行计算，经过计算发现坝坡抗滑被允许的安全系数在正常运用时候的条件是1.25，非常运用条件的情况是1.10。应用碾压式土石坝设计规范方法进行计算，假设小型水库土坡在失稳破坏时，滑动面是一个圆弧面，在计算的时候将可能发生滑动面以上的土地划分为多个铅直土条，计算出产生滑动的作用力S和抗滑力T，稳定安全系数k=T/S。

综上所述，应用北京理正软件分析计算小型水库大坝稳定性是成功的，通过计算为水库除险加固大坝稳定分析计算工况的选择和确定提供了重要支持，为库区淤积下大坝稳定分析计算提供了重要支持，提升了工程建设的工作效率。

参考文献：

[1]张家荣.基于SLOPE/W的某小型水库初设坝坡稳定复核[J].水利与建筑工程学报，2016，14（1）：178-183.

[2]李振伟.东柏涧水库除险加固设计及方案比选[D].河北工程大学，2015.