西河一库大坝稳定性分析

西河一库大坝稳定性分析

王云鹏

玉溪正和工程设计有限公司653100

［摘要］为判断西河一库大坝的稳定性，根据坝体指标，参数建立渗流稳定计算模型，采用有限元法对大坝进行稳定验算，确定不同工况下最危险滑动面的安全系数。结果显示与坝体现状进行耦合对比，得出了西河一库大坝结构安全稳定。

［关键词］土石坝安全评价;工程地质条件;质量评价;稳定分析

1概述

西河一库坝型为均质土坝，坝高26.5m，坝顶宽度4.0m，水库总库容371万m3，正常蓄水位1761.003m，坝址区地层岩性为薄～中厚层状粉砂质板岩、钙质板岩，岩体呈全强风化，厚度为5－10米，局部小褶皱发育，岩层产状205°－286°∠42°－59°，不良地质现象，地质条件较好。

经钻孔试验分析，坝体渗透系数为5.9×10-5－9.12×10-3cm/s，属弱～中等透水层，总体渗透系数偏大，存在渗漏问题，坝基冲洪积层渗透系数6.2×10-4～4.13×10-3cm/s，属中等透水层，下伏基岩相对隔水层（q≤10Lu）埋深5-8m，存在渗漏现象；经防渗墙＋帷幕灌浆处理后，坝体防渗效果较好。

2大坝结构稳定性验算土工试验指标的确定

结构设计选用指标时，按水利规范统计方法和当地经验，对一些指标进行缩小或扩大使用。见表1。

表1大坝坝坡稳定计算主要设计指标

3确定大坝结构及分区建立大坝结构计算模型

3.1计算模型的建立

①将坝体各层填筑材料视为均质材料。

②河床冲积洪层及坝基基岩根据现场试验为中等透水层。

③防渗墙对大坝防渗效果起到了很大的效果，但对稳定性影响较小，大坝防渗墙为弱透水。

3.2大坝坝体有限元分析计算模型

渗流参数及稳定计算参数定义完毕后，按计算模型对各土层进行属性分区，分别将定义的大坝坝体、河床冲洪积层坝基基岩、混凝土防渗墙、倒滤体的材料属性分别界定在计算型的各方块中，形成大坝模型属性分区。

4、大坝质量评价

①坝体土料根据室内颗分试验结果：平均粘粒含量（≤0.005mm）20.29%，粉粒含量（0.005～0.075mm）32.61%，砂粒含量（2～0.075mm）占17.41%，砾石含量（>2.0mm）占29.7%，筑坝土料粒径大于5mm的颗粒含量不宜超过50﹪，筑坝土料合格。②大坝干密度ρd=1.47g/cm3－1.63g/cm3，最大干密度ρd=1.905g/cm3，最优含水量16.3%，压实度83.35%。压实度不应低于96%，压实度不合格，碾压质量较差，③粒径小于0.005mm的含量为20.29﹪，坝土不会出现地震液化现象，混凝土防渗墙防渗效果较好。综合来看大坝坝体工程质量较好

5大坝稳定计算

5.1边界条件及有限元分析

本次坝坡稳定分析工况为稳定渗流期及水位降落期，先采用Autobank渗流分析软件对不同工况水位进行渗流分析计算，计算出浸润线的.用有限元法对坝体进行单元格化分，

5.2稳定计算成果

本次稳定计算分别采用瑞典圆孤法、毕肖普法、摩根斯顿法在不同特征水位渗流情况下进行计算，安全系数结果见表2

表2大坝边坡稳定计算安全系数统计表

5.3稳定性计算结果分析

坝坡的抗滑稳定计算结果表明:

（1）采用3种方法在不同特征水位渗流情况下计算大坝边坡的抗滑稳定性，结果显示明西河一库水库大坝安全、稳定。

（2）在非常运用Ⅰ正常蓄水位降至死水位+Ⅶ度地震最不利工况条件下，上游坝坡的安全系数分别为1.26，1.1.30，1.27，大于规范规定的安全系数1.05，最不利工况计算的安全系数不超过规范值的8%，说明坝体结构合理，基本达到安全、经济状态。

6结论

通过抗滑稳定计算分析，看出大坝上、下游坡所有工况是否满足规范要求。计算结果符合大坝安全结构，说明填筑土石物理力学参数合理，碾压按质量控制程序施工，渗流稳定分析软件可靠。

［参考文献］

［1］云南阡源工程设计有限公司云南省红塔区西河一库大坝安全评价报

［2］《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）

作者简介：王云鹏1995年8月11日男云南玉溪汉族大专助理工程师玉溪正和工程设计有限公司研究方向:水利工程地质勘察、水文地质及地质灾害评估治理

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