水利水电施工(2017年第3辑)
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4 不同心墙类型的坝坡稳定分析对比

本文采用2009版STAB程序分别对三个工程土石坝的最大坝剖面进行各种工况坝坡稳定安全系数进行计算,各工程直心墙、斜心墙在不同工况下的坝坡安全系数见表5(取最小安全系数)。

表5 不同工程坝坡稳定性汇总表

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(1)直心墙方案在蓄水后稳定渗流期,上、下游正常水位情况下的安全系数均大于1.5,斜心墙方案水位骤降至库底时的安全系数均大于1.5。

(2)斜心墙方案坝坡破坏形式是上游堆石体主动破坏与下游边坡滑动的复合破坏形式,但上游主动破坏区范围较大且明显,斜心墙方案最危险滑块位置涵盖上游坝坡2/3部位。直心墙方案坝坡滑裂面大部分出现在上游边坡的软岩料区,最危险滑块位置涵盖上游坝坡1/3部位,下游的剪切滑动面的位置也稍低。所有斜心墙方案下游坝坡危险滑裂面位置较直心墙方案距坝顶稍近。产生上述区别的原因是由于作用在斜心墙上向下的渗透力分量较大,增加了心墙下游侧的应力从而提高了其抗剪强度。

(3)上游坝坡安全系数均以直心墙土石坝较大,尤其以库水位骤降情况下最为明显,下游坝坡安全系数两者相差很小。

(4)下游坝坡安全系数均以斜心墙土石坝较小,通过分析,可能是由于斜心墙浸润线溢出点高程、下游坝壳最大水力比降和渗流流速均较直心墙大导致。