围堰边坡稳定渗流计算书.docx
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围堰边坡稳定渗流计算书
1.计算总说明2
2.设计基本资料3
3.计算过程⋯⋯⋯..4
4.计算结果分析与结论5
1、计算总说明
1.1计算目的与要求
施工单位对充（吹）填砂取样实验，充（吹）填砂的内摩擦角与原设计计算
采用的数值有差异，需用施工单位现场的实验数值对围堰边坡稳定计算进行复
核。
表1充（吹）填砂施工单位实验数值
序号
名称
粘聚力kPa
水下摩擦角（°）
水上摩擦角（°）
d85（mm）
1
实验1
0
16
24
2.8
2
实验2
0
17
22
2.2
3
实验3
0
17
22
2.3
4
实验4
0
18
22
1.1
5
实验5
0
19
23
2.8
6
原设计值
0
18
20
0.2
根据充（吹）填砂施工单位实验数值，充（吹）填砂采用水下摩擦角16°，
水上摩擦角20°进行边坡稳定复核。
由于东、西岸围堰设计断面一致，基础均为中、粗砂，可以采用东、西岸围
堰最大断面进行复核，即东岸围堰6-6断面。
1.2主要计算原则和方法
从受力性能上说，袋装砂实质上是一种加筋土坝。
计算采用瑞典圆弧法。
计算采用北京理正边坡稳定分析软件6.0版，边坡稳
定分析采用凝聚力Cp模型计算。
式中，Cp
拟凝聚力，Rf——单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材
的极限抗拉强度；Sy——土工合成材料层间距；Kp——被动土压力系数。
单位厚度土工合成材料试样（纵向）中筋材的极限抗拉强度为30kn。
施工
时，根据实际水位，水上土工合成材料层间距为0.7m，水下土工合成材料层间
距0.5m，为简化计算，水上、水下土工合成材料层间距均按0.7m计。
砂的内摩
擦角水上水下统一按16度计。
Cp=30*1.33/2*0.7=28.5kpa。
1.3主要计算内容
根据GB50286-2013《堤防工程设计规范》，抗滑稳定计算分为正常运用条件
和非常运用条件。
正常运用条件计算工况如下：
1）临水侧为设计洪水位和防洪高水位，稳定渗流期的背水侧堤坡的稳定；
2）设计洪水位和防洪高水位骤降期，临水侧堤坡的稳定。
非常运用条件计算工况包括：
1）施工期的堤坡稳定；
2）多年平均水位时遭遇地震的堤坡稳定。
由于堰基基本没有淤泥质类软土以及施工期堰身内外水位基本平衡，故不
进行施工期的边坡稳定验算。
本工程区地震基本烈度小于Ⅵ度，不进行地震时的
堰坡稳定分析。
因此，仅计算正常运用条件下的边坡稳定。
根据地形、地质条件、堰身断面情况选取典型断面进行围堰抗滑稳定分析计
算。
依据SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定，土工
织物与土之间的摩擦角φsg可取土料内摩擦角φ的2/3。
2设计计算基本资料
2.1相关规程规范
SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》
GB50286-2013《堤防工程设计规范》
SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》
SL260-98《堤防工程施工规范》。
2.2计算所采用的原始资料
从受力性能上说，袋装砂实质上是一种加筋土坝。
由于土工管袋筋材的布设，
改变了土体不能受拉的性能，因此，达到增加围堰整体及局部稳定性的目的。
关
键的问题是如何确定筋材的加筋作用对围堰稳定性的影响。
试验证明：
加筋砂试验与无加筋砂试验的破坏包络线基本平行，即其内摩擦
角近似相等，两者的凝聚力不同。
基于此理论，加筋材料的加筋效果就相当于增
加了一个凝聚力Cp。
我们可以把工程上通行的圆弧滑动法移植到袋装砂围堰的
稳定性计算中来。
参数见表1、表2。
表1计算参数表
序号
名称
粘聚力
kPa
摩擦角（°）
湿容重
kN/m3
饱和容重kN/m3
1
土工织物充填袋
28.5
水上20
水下16
17
19.0
2
吹填砂
0
水上20
水下18
16
19.0
3
粘土
38.3/35（水下）
20.6
18
19.5
2.3参考文献
表2岩土参数建议值一览表
直接快剪
固结快剪
水
平
天然
孔隙
压缩
压缩
变形
渗透
抗
水上
水下休
密度
含水
粘聚
内摩
粘聚
内摩
基床系数
休止
岩土编号
量
比
力
擦角
力
擦角
系数
模量
模量
系数
力
角
止角
及名称
系
数
ρ
w
е
c
φ
c
φ
a1-2
Es1-2
EO
k
水平
垂直
3（g/cm）
（%）
（kPa）
（°）
（kPa）
（°）
（MPa）
（cm/s）
MPa/m
MPa/m
MPa/m
（°）
（°）
①1素填土
1.80
6
17
0.17
3.29
16
14
②粉质粘土
1.92
30.1
0.842
35.2
13.8
0.39
4.77
2.40×10-6
50*
③细砂
1.90
23.0*
0.67
5*
30*
0.14
12.5
3.42×10-3
41
40
20
34*
32
⑤粗砂
1.90
25*
0.70*
—
32*
0.13
13.4
35*
5.62×10-2
49
46
25
34
32
⑥砾砂
1.95
25*
0.549
—
35*
0.17
9.3
40*
-1
1.20×10-1
60
52
25
40*
35*
本次计算采用理正岩土边坡稳定计算软件6.0。
[计算简图]
堤防工程设计规范稳定渗流期安全系数计算
[控制参数]:
采用规范
计算工期
计算目标
滑裂面形状:
圆弧滑动法
不考虑地震
[坡面信息]
坡面线段数11
坡面线号水平投影（m）竖直投影（m）超载数
1
30.000
12.000
0
2
3.000
0.000
0
3
15.000
6.000
0
4
3.000
0.000
0
5
11.400
5.700
0
6
10.000
0.000
0
7
13.000
-5.200
0
8
3.000
0.000
0
9
22.000
-8.800
0
10
3.000
0.000
0
11
29.100
-9.700
0
[土层信息]
坡面节点数12
编号
X（m）Y（m）
0
0.000
0.000
-1
30.000
12.000
-2
33.000
12.000
-3
48.000
18.000
-4
51.000
18.000
-5
62.400
23.700
-6
72.400
23.700
-7
85.400
18.500
-8
88.400
18.500
-9
110.400
9.700
-10
113.400
9.700
-11
142.500
0.000
附加节点数11
编号X（m）Y（m）
10.000-5.000
2142.500-5.000
312.5005.000
4
75.156
5.000
5
80.156
5.000
6
127.456
5.000
7
71.646
16.700
8
76.394
16.700
9
83.664
16.700
10
92.856
16.700
11
69.361
23.700
不同土性区域数6
区号
重度
饱和重度
粘结强度
孔隙水压
节点
（kN/m3）（kN/m3）
（kpa）
力系数
编号
119.500
20.000
0.001---
（1,2,-11,0,）
219.500
19.500
0.001---
（0,-11,6,3,）
317.000
19.000
0.001---
（3,4,7,11,-5,-4,-3,-2,-1,）
417.000
19.000
0.001---
（4,5,9,7,）
517.000
19.000
0.001---
（11,7,8,9,10,-8,-7,-6,）
618.000
20.000
120.000---
（5,6,-10,-9,10,9,）
区号
粘聚力
内摩擦角
水下粘聚
水下内摩
（kPa）
（
度）
力（kPa）
擦角（度）
10.000
45.000
0.00045.000
238.300
30.000
0.00030.000
328.500
20.000
28.50016.000
40.000
20.000
0.00016.000
528.500
20.000
28.50016.000
638.300
20.600
35.00020.600
区号
十字板
强度增
十字板羲
强度增长系
（kPa）
长系数
下值（kPa）
数水下值
1--
2--
3--
4--
5--
6---
[水面信息]
采用有效应力法
孔隙水压力采用近似方法计算
不考虑渗透力作用
考虑边坡外侧静水压力
坝坡外水位:
0.000（m）
水面线段数
6水面线起始点坐标
:
（0.000,0.000）
水面线号
水平投影（m）
竖直投影（m）
176.000
3.000
20.000
8.000
30.000
5.000
40.000
2.000
50.000
2.000
60.000
1.640
[计算条件]
圆弧稳定分析方法:
瑞典条分法
土条重切向分力与滑动方向反向时:
当下滑力对待
稳定计算目标:
自动搜索最危险滑裂面
条分法的土条宽度:
0.500（m）
搜索时的圆心步长:
1.000（m）
搜索时的半径步长:
0.500（m）
计算结果
[计算结果图]
=（15.012,45.727）（m）
=57.160（m）
=1.362
1.2
理正软件采用瑞典圆弧法，边坡抗滑稳定安全系数满足规范要求的不小于
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