贵州省威宁县新村水库稳定分析浅谈
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[摘 要] 新村水库大坝为均质土坝，坝顶高程2550.40m，最大坝高26.9m，坝顶长126.0m，坝顶宽5.0m。坝顶浆砌石防浪墙0.5m，高1.0m。大坝迎水面采用C15砼预制块护坡，坡比为1:2.8，下游坝面采用草皮护坡，坡比为1:2.5。下游坡脚处设置排水棱体，顶部高程2528.66m， 排水棱体采用干砌块石堆砌，顶宽2.5m，排水棱体坡比为1:2.0。
[关键词] 均质土坝 稳定分析
1、概述
新村水库地处威宁县城西北方向海拉乡境内的柏香沟，距威宁县城126km，坐标位置处于：东经103º46′05″，北纬26º51′30″，从海拉乡有乡村公路可以直接到达大坝，交通比较便利。水库流域为牛栏江的右岸一级支流，牛栏江属长江流域金沙江水系。坝址以上集雨面积3.2km2，坝址以上主河道长1.85km，河床平均比降61.35‰，工程主要以灌溉、人饮为主。
水库枢纽工程由水库大坝、溢洪道、放水铸铁管、放水涵洞等组成。水库总库容55.4万m3，死库容8.16万m3，正常水位2549.12m，校核水位2550.33m，死水位2537.00m，属小（2）型水利工程，等别为Ⅴ等，主要建筑物为5级建筑物。
2、坝基地质条件
设计采用的岩土物理力学指标参数：
3、坝体稳定分析
（1）计算目的及要求
本次复核计算是根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）及《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）来进行，计算目的是论证坝体在自重、各种情况的孔隙水压力和外荷载作用下的稳定性。新村水库大坝为5级建筑物，其坝坡抗滑稳定系数应不小于《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）最小安全系数的要求。查《碾压式土石坝设计规范》（SL-2001）中表8.3.10，坝坡抗滑稳定最小安全系数如表2。
（2）计算方法及计算参数
坝坡稳定计算方法为刚体极限平衡法，分别采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法和计及条块间作用力的简化毕肖普法进行计算。采用河海大学编写的Autobank6.0软件《边坡稳定分析》进行计算。该计算软件针对我国水利行业的要求而设计，可对土坝、堤防、涵洞、水闸等水工建筑物进行详细的分析计算，基本解决水工结构计算的主要平面问题。
坝坡稳定分析计算采用的土体物理力学指标详见表3。
坝坡稳定采用不计土条间作用力的瑞典圆弧法和计土条间作用力的简化Bishop法计算公式，根据河海大学编写的Autobank6.0软件《边坡稳定分析》进行运算。计算公式如下：
v=kJ（达西定律）
式中：k―渗流系数（cm/s）；
J―渗流坡降。
（瑞典圆弧法）
式中：θi―i号土条底部中点切线的倾角；
Wi―i号土条的重量，Wi=γihibi；
Cs―地震系数，本工程处于地震烈度Ⅶ度区，计算时计入地震荷载；
αi―i号土条的力臂；
R―圆弧半径。
（3）计算工况
本次对水库大坝的稳定复核拟定三种工况：
①正常运用条件一：正常蓄水位2549.12m稳定渗流期的上、下游坝坡稳定；
②非常运用条件二：水库水位由正常蓄水位2549.12m骤降至死水位2537.00m时的上、下游坝坡稳定。
③非常运用条件三：正常蓄水位2549.12m稳定渗流期，考虑地震荷载时的上、下游坝坡稳定。
（4）计算结果
①正常运用条件一：正常蓄水位2549.12m稳定渗流期的上、下游坝坡稳定。
正常运用条件上、下游坝坡稳定计算成果见表4。最小安全系数K对应的最危险滑动面详见图1、图2。计算结果表明，在正常蓄水位稳定渗流期，上、下游坝坡稳定性均满足规范要求。
②非常运用条件二：水库水位由正常蓄水位2549.12m骤降至死水位2537.00m时的上、下游坝坡稳定。
非常运用条件上、下游坝坡稳定计算成果见表5。最小安全系数K对应的最危险滑动面详见图3、图4。计算结果表明，水库水位由正常蓄水位2549.12m骤降至死水位2537.00m时，上、下游坝坡稳定性均满足规范要求。
③非常运用条件三：正常蓄水位2549.12m稳定渗流期，考虑地震荷载时的上、下游坝坡稳定。
新村水库坝址所处地地震基本烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度g为0.10。其上、下游坝坡稳定计算成果见表6。最小安全系数K对应的最危险滑动面详见图5、图6。计算结果表明，水库水位在正常蓄水位2549.12m稳定渗流期，考虑地震荷载时，上、下游坝坡稳定性均满足规范要求。
4、结论
（1）计算结果表明，在正常蓄水位2549.12m稳定渗流期，上、下游坝坡稳定性均满足规范要求。
（2）计算结果表明，水库水位由正常蓄水位2549.12m骤降至死水位2537.00m时，上、下游坝坡稳定性均满足规范要求。
（3）计算结果表明，水库水位在正常蓄水位2549.12m稳定渗流期，考虑地震荷载时，上、下游坝坡稳定性均满足规范要求。
参考文献：
- 贵州大学研究生