土石坝稳定计算安全评价与计算毕业设计

土石坝渗流安全评价范本1.引言本文旨在对土石坝渗流安全进行评价，并提供相关范本。

土石坝是一种常见的水利工程结构，其渗流安全性对于工程的可靠性至关重要。

渗流问题可能导致土石坝的稳定性受到影响，甚至引发灾难性的事故。

因此，对土石坝渗流安全进行全面的评价和监测至关重要。

2.渗流机理土石坝的渗流是指水从坝体内部透过孔隙、裂隙等通道以一定速度流出或流入的过程。

渗流机理与坝体材料的水文特性密切相关，包括坝体的渗透性、孔隙结构、裂隙分布等因素。

3.评价指标（1）渗透系数：渗透系数是评价土石坝渗流性质的重要指标，其数值越大，表示渗流能力越强。

（2）饱和线：饱和线是土石坝渗流安全评价中的关键参数。

饱和线上方的压力为正压力，下方为负压力，当负压力超过一定限度时，有可能引起剪切破坏。

（3）渗透流速：渗透流速是衡量土石坝渗流量的指标，其数值越大，表示渗流速度越快。

（4）渗流路径：渗流路径是评价土石坝渗流安全的关键要素，如果渗流路径直接穿越土石坝的主体结构，将对坝体的稳定性造成重大威胁。

4.评价方法（1）实地调查：对土石坝进行全面、细致的实地调查，收集关于岩石、土壤、地下水等方面的基本数据。

（2）室内试验：进行饱和渗透试验，测定土石坝材料的渗透系数等参数。

（3）数值模拟：利用数值模拟方法，对土石坝的渗透性、水力特性进行模拟计算，得出渗流路径、流速等参数。

（4）监测数据：通过对土石坝安装渗流监测仪器，实时监测渗流情况，并将监测数据与模拟结果进行对比分析。

5.评价结果（1）渗透系数：根据室内试验数据和数值模拟结果，确定土石坝的渗透系数，并与渗透性标准进行比较评价。

（2）饱和线：通过渗流模拟计算和监测数据分析，确定饱和线的位置和性质，并评价其对土石坝的稳定性的影响。

（3）渗透流速：根据监测数据和数值模拟结果，确定土石坝的渗透流速，评价其对工程安全的影响。

（4）渗流路径：通过数值模拟计算和监测数据分析，确定渗流路径的位置和分布情况，评价其对土石坝稳定性的影响。

Geostudio关于土石坝计算工程问题一、目前大坝安全评价中经常用到Geo-studio软件计算大坝渗流稳定性、坝坡抗滑稳定。

1、渗流计算和坝坡稳定计算，计算参数如何选取？答：对于渗流计算，需要知道土层的渗透系数，现场取样，室内进行渗透试验可得到该参数；对于稳定性计算，需要得到土层抗剪强度参数（粘聚力，内摩擦角），现场取样，室内进行三轴试验可得到该参数。

2、渗流计算主要结果与分析答：通过渗流计算主要得到坝体内浸润线、坝体单宽渗流量和最大水力比降三个结果，通过分析这三个结果，对坝体渗流安全进行复核，验算大坝是否存在管涌和潜蚀可能性，同时得到坝内浸润线为坝坡稳定性计算提供水位边界条件参数。

3、坝坡抗滑稳定性计算主要工况答：稳定性计算分两大类三种工况，每一类计算工况下对应的坝坡抗滑稳定计算安全系数应符合相关规范要求，其中正常运行条件是指水库水位处于正常蓄水位和设计洪水位的稳定渗流期，非常运用条件I是指校核洪水位有可能形成的稳定渗流情况，非常运用条件II是指地震工况（即抗震安全复核）。

二、目前水库大坝安全评价依托的规范是《水库大坝安全评价导则》1、《水库大坝安全评价导则》中说明的水库大坝安全评价内容答：工程质量评价、运行管理评价、防洪能力复核、渗流安全评价、结构安全评价、抗震安全评价、金属结构安全评价以及大坝安全综合评价。

三、Seep计算问题1、计算结果的等势线在浸润线以上还存在？答：因软件认为浸润线以上存在非饱和区，故存在等势线，修改方法，将图复制到visio中，取消组合，删除浸润线以上等势线即可，如下图所示。

2、单宽渗流量与设置的渗流线有关，该怎么设置渗流线合理？答：软件认为浸润线以上是非饱和区，也存在渗流和等势线水位，与实际不符合的，因此，渗流线绘制时应略高于浸润线即可，得到的单宽渗流量符合实际。

3、计算土石坝，浸润线不合理？答：检查上下游边界条件和土层参数，坝体内不透水料设置非饱和参数，得到浸润线较合理。

本科生毕业论文（设计）题目：坝坡稳定性研究层次：专科起点本科专业：水利水电工程年级：学号：学生：XXX指导教师：XXX完成日期：2012年X月X日内容摘要坝坡稳定是水利工程中很受关注问题，坝坡失稳造成的滑坡运动不仅引起局部环境破坏，还危害和威胁人民生命财产的安全及经济建设的发展。

本文论文主要对坝坡稳定的破坏原因、形式及防治的措施进行研究。

首先针对坝坡稳定破坏进行调查，简单介绍滑坡危害，对坝坡稳定研究进行概述，分析坝坡失稳的原因并提出相应的防治措施。

结合清平水库瓦窑堡水利工程坝坡失稳实例，进行具体的原因分析，并针对存在问题提出4条改进建议和防治措施。

关键词：坝坡；稳定；破坏原因；防治措施目录内容摘要 (I)引言 (1)1坝坡稳定性概述 (2)1.1坝坡失稳的调查 (2)1.2滑坡的危害 (2)1.3研究课题的提出 (2)2滑坡的原因分析 (4)2.1滑坡的分类 (4)2.2地质原因引起滑坡 (4)2.3降雨引起滑坡 (5)2.4地震诱发滑坡 (5)2.5运行管理方面的原因 (6)3坝体滑坡的监测与分析判断 (7)3.1滑坡的监测 (7)3.2滑坡的分析与判断 (7)4坝坡失稳的防治及边坡稳定性分析与防护加固 (8)4.1消除和减轻水的灾害 (8)4.2改变滑坡体的外形，设置抗滑建筑物 (8)4.3改善滑动带的土石性质 (8)4.4其他措施 (8)4.5边坡稳定性分析 (9)4.6边坡加固技术分析 (11)5坝坡稳定案例分析 (14)5.1清平水库瓦窑堡滑坡稳定性分析 (14)5.2滑坡的成因及形成机制分析 (14)5.3稳定性验算及评价 (15)5.4建议处理措施 (17)结论与展望 (18)参考文献 (19)引言边坡稳定性分析一直是岩土工程的一个重要研究内容。

目前边坡稳定性的分析评价方法多种多样,大体上可以将它们分为确定性分析方法和不确定性分析方法两类。

尽管这些评价方法已经得到广泛应用,但由于边坡稳定性受多种因素影响,且各影响因素又具有复杂性和不确定性(如模糊性、信息的不完全性和未确定性,因此确定性分析方法的分析结果与实际不能完全吻合,而不确定性分析方法的准确性与实际情况之间又存在差距。

目录1工程概况 (1)1.1基本情况 (1)1.2大坝运行中与结构安全有关问题 (2)2大坝质量现状及渗透变形评述 (2)2.1 坝体质量 (2)2.2 坝体质量评述 (3)3 坝体抗滑稳定分析 (4)3.1 计算断面与计算方法 (4)3.2 计算工况与孔隙水压力确定 (6)3.3 计算参数的确定 (6)3.4 安全评价标准 (7)3.5计算结果与分析 (7)4 其它结构安全问题 (9)4.1 溢洪道安全性评述 (9)4.2 输水洞安全性评述 (9)5 结论 (10)1工程概况1.1基本情况白河水库位于黄河流域洛河支流杜河上游，坝址在洛宁县上戈乡梁河村，控制流域面积.8.55km2，干流长度6.1 km，干流比降1/14.46，流域属丘陵区，白河水库是一座以防洪为主，兼顾灌溉、水产养殖的综合性小（1）型水库，白河水库于1973年9月开始修建，1975年12月工程完工。

大坝为均质土坝，坝长75m，最大坝高23.0m。

总库容111.93万m3，其中防洪库容24.35万m3，兴利库容71.03万m3，死库容12.5万m3。

按现行《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）及《防洪标准》（GB59201-94）规定，本工程属Ⅳ等，永久性建筑物属四级，其设计洪水标准为30年一遇，其相应设计洪水位849.75m；校核洪水标准为300年一遇，校核洪水位850.97m。

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成。

大坝系均质土坝，坝长75m，最大坝高23.0m，坝顶宽4m，坝顶高程850.15m，坝顶无防浪墙。

大坝现状断面为：上游坡坡比为1:2.4，采用干砌石护坡；背水坡坡比在高程839.20m以上为1:2.2，采用草皮护坡，以下坡比为1:2.1，采用干砌石护坡，下游坝脚为排水棱体，两侧坡度均为1:2；在变坡处有一条自左向右平行于坝轴线的灌溉渠道通往右岸，渠道宽0.7m，深0.6m，采用浆砌石砌筑。

公示根据《关于做好2011年本科生毕业设计（论文）答辩、评优、总结及归档工作的通知》（河海教[2011]21号）要求，经各系推荐、学院审核、教务处复核，孙银凤等226位学生的毕业设计（论文）被评为“河海大学2011届本科优秀毕业设计(论文)”，张志才等142位教师被评为“河海大学2011届本科毕业设计（论文）优秀指导教师”，现予以公示。

如有异议，请于9月8日下午5点前以书面材料形式反馈至教务处实践教学科（江宁校区勤学楼1115），电话58099175。

教务处2011年9月6日附件1：河海大学2011届本科优秀毕业设计(论文)(共226篇)(排名不分先后)附件2：河海大学2011届本科毕业设计（论文）优秀指导教师（共142名）(排名不分先后)水文水资源学院（6名）张志才李琼芳石朋傅志敏刘俊赵大勇环境科学与工程学院（6名）李勇张松贺韩龙喜陈卫孙敏郑晓英水利水电工程学院（11名）刘晓青曹青叶翔黄显峰王建周兰庭沈长松周春天郭龙珠刘慧方部玲港口海岸与近海工程学院（10名）梁桂兰吴腾翟秋庄宁张蔚冯卫兵赵红军徐青何良德欧阳峰土木与交通学院（8名）袁俊平沈扬陈亮曹平周聂利英丁晓唐袁黎王斌力学与材料学院（2名）陈玉泉江静华能源与电气学院（9名）卫志农赵晋泉乐秀璠廖迎晨周军王万成郑源李龙吴新计算机及信息工程学院（10名）许国艳刘惠义平萍韩立新吴学文居美艳李旭杰严锡君蒋德富鹿浩商学院（13名）周申蓓贺丽莳冷建飞王飞宋敏杨恺钧魏长升刘笑霞陶飞飞胡震云刘戎唐震欧阳红祥公共管理学院（5名）戴锐陈家洋张健挺施国庆毛春梅法学院（3名）陈广华王建文徐军外国语学院（2名）朱正东秦晨理学院（7名）袁永生郑苏娟李晓军王启明朱卫华宋建平陶成君地球科学与工程学院（7名）宋汉周魏继红张发明周绍光赵仲荣张晓祥程立刚常州校区机电工程学院（17名）苑明海刘波陈秉岩张洪双林岗纪爱敏方韵梅朱炳麒白建波刘巍刘升包晔峰严春妍严波张衡钱丽娜孟祥斌常州校区计算机及信息工程学院（13名）朱昌平朱金秀盛惠兴张学武霍冠英姚澄单鸣雷江琴戴卫力解大琴华民刚陈正鸣陈慧萍常州校区商学院（13名）陈阵王幸宿晓吴敏吴庆平刘晓农丁云伟缪小莉王敏杨志明潘江波杜栋刘高峰。

粘土心墙坝设计题目：粘土心墙坝指导教师：何小梅班级：12 级水工 4 班姓名：明智昊学号：1 2 0 2 0 1 0 4 2 1成绩：前言土石坝设计是检验我们上半年来学习成果的机会，是对我们所学理论知识的一次系统的复习巩固过程，为我们以后的学习和工作奠定坚实的理论基础。

为了做好这次的毕业设计，我们需要全面系统的了解一份设计的基本步骤，工程的基本建设程序，通过查阅大量的相关工程资料，运用所学的知识及现有类似工程具体分析类比设计中所面临的问题并给予解决，按时、保质保量的完成本次设计任务。

本次设计的粘土心墙坝，该水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合利用的小（2）型水利工程，其中设计灌溉面积0.03万亩；保护黄沙镇毛杨村下畈片、梅田村丛家湾、泉塘村耕地0.06万亩，人口400人。

通过土石坝的修建不仅能大幅改善当地居民用水问题，还能够推动当地经济的发展，有效的改善人民的生活水平。

土石坝工程属于小（2）型水利工程。

枢纽主要建筑物按五级建筑物设计，次要建筑物按五级建筑物设计。

本次设计内容包括：大坝主体结构设计（大坝最大剖面尺寸的确定、坝体分区、筑坝材料、渗流计算、稳定计算）、坝体细部构造设计（坝顶、护坡、马道、反滤层和垫层、坝面排水设计）。

本次设计由于自身理论知识的有限，有些地方设计比较粗糙，存在着诸多不足之处，请老师们多多指正设计中的疏忽和不当之处，在此表示感谢！目录前言............................................... - 1 - 摘要............................................... - 3 - 第一章基本资料..................................... - 4 - 第二章土坝类型及剖面基本尺寸拟定................... - 6 - 第三章渗流计算..................................... - 11 - 第四章坝坡稳定计算................................. - 13 - 第五章设计成果.................................... - 16 - 见附图课程总结报告.................................. - 16 - 参考文献............................................ - 19 -摘要该水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合利用的小（2）型水利工程。

土石坝安全分析评价方法摘要：上世纪中叶，我国建设了大批土石坝，为农业发展发挥了巨大作用。

因受当时条件限制，工程多为“三边工程”，水文、地质资料缺乏，部分水库甚至无设计资料。

加之施工落后、运行管理差，工程病害严重。

为查明工程病害从而彻底治理并消除险情，对土坝进行安全分析评价是一项重要的手段。

本文就土坝的现场检查、防洪标准复核、渗流分析、结构安全等几方面阐述了土坝安全评价具体方法。

关键词：土坝安全分析方法1 工程现状及安全分析的意义上世纪五、六十年代，全国修建了大批土石坝，为农村农业的发展起到了“水利是农业的命脉”的作用。

全国失事的水库共计2390余座。

统计分析原因有：防洪标准不够占50%；工程质量差占35%；管理落后占10%；其他占5%。

石柱土家族自治县现有小（二）型以上水利工程45处，其中病险水库30座，占67%。

病险水库存在的主要问题：一是防洪标准未达到国家标准（或无溢洪道），存在严重的防洪安全问题；二是水库大坝坝坡稳定性差、坝体（坝基）渗漏严重、放水设施失效或老化；三是大坝无安全监测设施，管理设施落后，部分水库甚至不通电话、公路、无水库管理房；四是运行管理水平落后，科技含量不高。

土坝安全分析评价的意义：通过分析评价，全面查找土坝的安全隐患，为工程制定应急抢险方案和工程除险加固彻底消除病害提供可靠依据。

下面从土坝现场检查方法、防洪标准复核、渗流分析、结构安全几方面阐述土坝安全分析的具体方法。

2 土坝现场检查方法土坝的现场检查是发现工程病害和分析原因的重要手段。

本文认为应从以下几方面进行检查。

坝顶检查有无裂缝、塌坑、倾斜等变形，尤其坝下埋管附近的坝顶沉降情况，分析其是人为或质量或运行引起。

（实践中发现坝顶中部沉降达0.5～1.2米。

）设有防浪墙的应检查其有无开裂、架空、错位等异常现象。

上游坝面坝面护坡是否完好，有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑、风浪淘刷等现象；植物生长情况；附近水面有无气泡或旋涡。

第五节土石坝的稳定分析
一、目的
分析坝体及坝基在各种不同的工作条件下可能产生的稳定破坏形式，通过必要的力学计算，校核坝剖面的安全度，经过反复修改定出经济剖面。

确定土坝稳定性，主要指边坡的抗滑稳定。

二、坝坡的滑动面形式
坝坡的滑动面形式主要与坝体结构型式、筑坝材料和地基情况、坝的工作条件等因素有关。

1、曲线滑动面：滑动面通过粘性土部位时，
2、折线滑动面：滑动面通过非粘性土部位时；
3、复式滑动面：滑动面通过粘性土和非粘性土构成的多种土质坝时。

图6-17 坝坡坍滑破坏形式
1-坝壳或者坝体；2-防渗体；3-滑动面；4-软弱夹层
三、荷载及其组合
（一）作用力
1、自重：水上——湿容重，水下——浮容重。

2、渗透力：与渗透坡降有关。

3、孔隙水压力：总应力法和有效应力法.
4、地震力：地震区应考虑地震惯性力。

地震惯性力壳拟静力法计算。

（二）荷载组合：
正常运用：
（1）水库蓄满水（一般为正常蓄水位）形成稳定渗流时，验算下游坝坡稳定。

（2）水库水位为最不利水位时，上游坡的计算。

（3）库水位降落，使上游坡产生渗透压力时的稳定计算
非常运用：
（1）库水位骤降时的上游坝坡的计算
（2）施工期（含竣工期）考虑孔隙水压力上下游坝坡稳定计算
（3）地震情况下，上下游坝坡计算
（4）校核水位时下游坡的计算
四、稳定分析方法
强度分析法和刚体极限平衡法。

1、圆弧滑动法：针对粘性土的坝坡；
2、折线滑动法：针对非粘性土的坝坡；
图6-18 坝坡稳定计算示意图
图6-19 非粘性土坡稳定计算示意图。

前言 (2)第一章基本资料 (3)第一节、工程概况及工程目的 (3)第二节、基本资料 (3)第二章、枢纽布置 (6)第一节、坝轴线选择 (6)第二节、枢纽布置 (6)第三章、坝工设计 (8)第一节、坝型确定 (8)第二节、挡水坝体断面设计 (8)第三节、坝体渗流计算 (10)第四节、土坝稳定计算 (14)第五节、细部构造 (22)第四章、溢洪道设计 (25)第一节、溢洪道地形资料 (25)第二节、溢洪道地质资料 (25)第三节、溢洪道的位置选择 (25)第四节、溢洪道布置 (26)第五章、地基处理 (31)1、坝基清理 (31)2、土石坝的防渗处理 (31)3、土石坝与坝基的连接 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)前言土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。

当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。

土石坝是历史最为悠久的一种坝型。

近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。

目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。

土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。

土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。

应用最为广泛的是碾压式土石坝。

按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝可分为以下几种主要类型：１、均质坝。

坝体断面不分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。

２、土质防渗体分区坝。

即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝。

包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。

防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝。

防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型。

3、非土料防渗体坝。

防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝。

初期坝的稳定计算考虑到初期坝的筑坝材料为堆石,为无粘性土材料，按照《碾压式土石坝设计规范》的规定，采用折线法计算初期坝坝坡的稳定安全系数。

由于初期坝的透水性强、浸润线的位置较低,且下游坝坡对坝体的稳定性起关键作用，故不计算坝体上游坡的稳定情况。

1) 计算工况按照相关设计《规范》的规定,计算工况应包括正常工况、洪水工况和特殊工况三种。

小河金矿尾矿库工程所在区域的地震设防烈度为6度，根据《抗震设计规范》的规定，可以不计算地震工况.因初期坝的透水性很强，稳定计算中可以不考虑浸润线对下游坝坡的影响,因此设计只计算正常工况下的坝坡稳定性. 2） 计算参数参考其他工程的经验和业主提供的数据,初期坝的计算参数选取工程中最常用的总应力法计算参数，如表5-1所示。

表5-1 坝体稳定计算参数表3） 稳定计算：初期堆石坝材料的粘聚力为零,按照《碾压式土石坝设计规范》的规定，采用折线法进行初期坝坝坡的稳定计算，计算公式如下：ii i i2i i a n cos sin cos tg K θθθϕ∑∑==G G E E式中：En —抗滑力在水平方向投影的总合； Ea —滑动力在水平方向投影的总和；ϕ-—各滑块的摩擦角;iGi—各滑块的重量；θ——各滑块滑动面的倾角。

i---——-—-—---—————---——--——--—--—--—--—-——————----—--————-——-—————------—计算项目：小河初期堆石坝稳定-——-——-———--—-—-—--——-—--——--—-—-—--—---—--——---——-——-——-—-—-----———-—--［计算简图］［控制参数]:采用规范: 碾压式土石坝设计规范(SL274—2001)计算工期: 稳定渗流期计算目标: 安全系数计算滑裂面形状：折线形滑面不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 5坡面线号水平投影(m）竖直投影（m）超载数1 34。

000 17.000 02 2.000 0。

土石坝安全评价的基本原则与方法刘 杰 崔亦昊 谢定松中国水利水电科学研究院，北京车公庄西路20号，100044，Cuiyh@摘要：中国已建的15m以上的大坝有18600多座，90％以上是土石坝，约90％的大坝坝龄都在25年以上。

建成多年的土石坝应如何进行安全评价是需要探讨的问题。

工程实践表明，安全评价的基本原则应当是研究过去，着眼现在，重在分析多年运行情况及实际的表现，应依靠各类观测资料的整理与分析。

本文从坝工理论分析基础来自实践，并在不断总结实践经验的基础上发展和完善；运行多年的土石坝本身有自行调整工作性状的特性；缓慢蓄水的过程对土石坝薄弱环节有自行加强作用等方面阐明了为何重在表现；观测资料的分析可以查明坝体质量及坝体结构的完整性及可靠性，坝后渗流量的变化特征是分析评价大坝渗透稳定的有效方法。

文中利用国内外工程实例阐明了上述基本原则和方法。

关键词：土石坝；安全评价；重在表现；观测资料；渗透稳定1前言到目前为止，中国已建库容在10万m3以上的水库达85120多座，高度在15m及以上的大坝有18600多座，其中土石坝占90%以上，绝大多数都有25年以上的历史。

由于当时无国家颁发的设计和施工方面的规程规范，因而在建时的标准往往比现行标准偏低。

有些工程施工结果与设计要求不完全相一致。

如有些工程因土料场天然含水量偏高，压实困难，心墙干密度未达设计要求。

有些截水槽底宽未达原设计要求。

有些工程心墙土料的渗透系数大于15−10scm/×的标准，心墙下游面的反滤层不合规范要求等等。

从运行情况来看，在蓄水初期及不同运行阶段，有的坝体及地基都曾出现过不同程度的问题；有些水库运行已达正常蓄水位，有些多年一直未达到正常蓄水位。

对于建成多年并已实际运行的土石坝的安全评价，国外多重视运行性状的观察、观测资料的分析，国内多依靠现行的规程规范、重视施工期的质量及运行初期出现的一些问题。

如何科学地对土石坝的安全进行评价，是目前需要进一步研究的课题。