滑石沟路坝工程土坝渗流分析

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1、第11卷第4期夏工程技术Vo1．11No．42012年12月EngineeringTechnologyDee．20l2文章编号：1671—7244(2012)04—0362—06滑石沟路坝工程土坝渗流分析马轶(宁夏建设职业技术学院，宁夏银川750021)摘要：滑石沟路坝工程是一座均质碾压坝，主要功能是拦蓄洪水和高速公路交通运输．大坝坝体、坝基渗流稳定是大坝安全评价的一项基本内容，关系到工程自身稳定和下游人民的生命和财产安全．首先根据坝体和坝基的土料性质初步判断渗透变形类型，然后用不同方法计算了临界水力坡度和允许水力坡降．设计了无防

2、渗措施与斜墙加水平铺盖防渗措施2种情况下，5种不同蓄水位共计l0种运行工况，对坝体和坝基进行渗流分析．计算结果表明，坝体内各点的实际渗透坡降小于坝体和坝基材料的容许水力坡降最小值，因此坝体和坝基不会发生渗流破坏．关键词：土坝；渗流分析；流土；管涌中图分类号：TV223．4文献标志码：A干旱地区水资源日趋紧张，就地取材，用当2计算参数确定地黏土筑坝蓄水成为解决水资源短缺的有效途2．1土的物理性质指标径．土坝在运行过程中常存在渗流问题，若土坝根据《宁夏青铜峡市滑石沟路坝工程地质勘察渗流量较大，一方面拦蓄水量减少，工程效益减报告》、《宁

3、夏青铜峡市滑石沟路坝工程土工试验成小；另一方面渗流量较大易引起渗流破坏，影响果报告》和《宁夏青铜峡市滑石沟路坝工程可行性研工程的安全性．因此，计算土坝浸润曲线和渗流究报告》，土的物理性质指标如表1所示．量是必要的，对于土坝的安全性十分重要．实际工程中渗流边界条件复杂，求解较困难，故对于表1土料的物理性质指标均质土坝在进行渗流计算时一般作如下规定：渗流服从达西定律；不考虑土体和水的压缩性，渗透时土体的孑L隙大小和孔隙率不变；土体内水的饱和度不变【】1．1工程概况2．2渗透系数滑石沟路坝工程位于宁夏青铜峡市，是该市最根据相关实验成果，

4、坝体与坝基的渗透系数分大的一条山洪沟．控制流域面积为430km，水库总另0为l=2．38x10‘。em／s，k2：3．21xlOm／s．库容为0．83亿m，，是一座集防洪、输配水和交通运2．3土的粒度成分输为一体的综合性工程．该工程挡水建筑物为均质土的粒度成分分析结果如表2所示，坝体和坝碾压土坝，主要由坝体和泄水涵洞组成．最大坝高基的颗粒级配曲线分别如图1和图2所示．30m，坝顶长为2030m、宽为24．5m，坝顶高程为3渗流稳定分析1240．0m，上游坝坡1：2．5、下游坝坡1：2．5～1：3．0．防洪标准为100a一遇．主河床

5、宽约400m，右岸及坝渗流计算的目的主要是确定通过坝身及坝基的基为第四系冲洪积物所覆盖，地层岩性主要为角砾、渗流量、坝身浸润线的位置和水力坡度的大小．粉细沙、砂质泥岩和灰岩[21，渗透系数为3．2xlO～土体在水压力作用下内部应力将发生变化，因4．6×10_4．此确保在渗流作用下坝体和坝基的稳定性非常重收稿日期：2012—08—02作者简介：马轶(1982一)，男，助教，硕士，主要从事水利工程和水资源方面的研究，(电子信箱)nxumy@163．eom第4期马轶：滑石沟路坝工程土坝渗流分析363要．一般将渗流所引起的稳定问题划分为局

6、部稳定被带出，在土体内形成渗流通道的现象．管涌在渗流问题和整体稳定问题【3]．本文只对局部稳定问题进行逸出处或土体内部均有可能发生．渗透变形可根据∞∞∞∞如∞如加m0研究．土料的性质和水动力条件加以判断141．根据土的颗粒级配、水力条件、水流方向和地质3．1用土料的性质判断情况等因素，土的渗透变形划分为流土、管涌、接触渗透变形常用的判别方法有伊斯妥明娜法_51、土流土和接触冲刷4种主要类型．其中前2种形式发的孔隙平均直径和南京水利科学研究院方法，具体生在同一土层中，后2种形式发生在成层土中．流土判断方法和结果如表3所示．由表3可以

7、初步判断：是指在一定渗透力作用下，局部土体表面会隆起或坝体有可能发生管涌现象，而坝基有可能发生流土颗粒群同时移动而流失的现象．流土主要发生在地破坏．基或土坝下游渗流逸出处．管涌是指在渗透力作用3．2临界坡降判断下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中被移去并渗流作用下砂砾石、石渣料开始发生渗透变形表2土的粒度成分分析结果表{!___h^{一—H一li——■■—一●#——-——一。l—j＼H-H。-，‘一-，’一一#皿Ⅲ!l^。。。一_o．一——_—J-u一一一一一⋯7#S一⋯一-⋯8≥迪9。=!^_{=锯—蠕100101颗粒直径／mm

8、图1坝体材料颗粒级配曲线：1—ZK0+600—1———7n上rv、一，、～『——‘一ZK0+600—3‘一⋯一ZK0+600—4删一一一7n上m一蜓’一。o。一ZK0+650—2窖-。^H’一、‘ZKU+7【J【'一2￡5蔓一一7n上1N一1一～—