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简述土石坝上下游坝坡坡度确定的一般规律1.引言1.1 概述概述土石坝是一种常见的水利工程结构，它通过堆筑土石材料构成的堤坝来阻挡水流，形成水库以实现蓄水、排洪和发电等功能。
在土石坝的设计和施工过程中，上下游坝坡坡度的确定是非常关键的一环。
上下游坝坡坡度的确定涉及到水力学、力学、工程地质和土力学等多个学科的知识，旨在保证土石坝在运行期间具有良好的稳定性和安全性。
上游坝坡坡度的确定主要考虑了土体抗冲刷能力和挡水性能，而下游坝坡坡度的确定则主要考虑了土体的稳定性和抗滑性能。
本文将从上下游坝坡坡度的定义和重要性、确定方法以及相关规律等方面进行探讨。
通过对已有的研究成果和实际工程案例的总结和分析，旨在总结出上下游坝坡坡度确定的一般规律，为土石坝的设计和建设提供参考和指导。
在接下来的章节中，我们将详细介绍坝坡坡度的定义和重要性，包括上游坝坡坡度的确定和下游坝坡坡度的确定的方法和原则。
并在结论部分总结上下游坝坡坡度确定的一般规律，并探讨对土石坝设计的意义和启示，以及对未来研究的展望。
通过本文的研究与分析，相信能够为土石坝的设计和建设提供有益的参考和指导，提高土石坝的稳定性和安全性，保障水利工程的正常运行和发挥其应有的功能。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述：首先，在引言部分，我们将对土石坝上下游坝坡坡度确定的一般规律进行概述，介绍文章的目的和重要性。
接着，正文部分将详细讨论坝坡坡度的定义和重要性，在此基础上分别探讨上游坝坡坡度的确定以及下游坝坡坡度的确定。
最后，在结论部分，我们将总结上下游坝坡坡度确定的一般规律，分析其对土石坝设计的意义和启示，并展望未来的研究方向。
通过以上的结构安排，本文将全面、系统地介绍土石坝上下游坝坡坡度确定的一般规律，为相关领域的研究提供参考和指导。
下面将逐一探讨各个部分的内容。
1.3 目的本文的目的是简述土石坝上下游坝坡坡度确定的一般规律。
通过对于坝坡坡度的定义和重要性的介绍，以及对于上下游坝坡坡度确定的具体方法和规律进行探讨，旨在总结出一般适用于土石坝设计的坝坡坡度确定规律。
1引言土石坝稳定性分析常用的方法主要是极限平衡法和有限元法。
极限平衡法以毕肖普法、摩根斯顿-普赖斯法、Spencer法、Sarma法、楔形体法等[1-4]为代表，有限元法以强度折减法[5]为代表。
随着土地本构模型（摩尔库仑模型、邓肯张模型、Drucker-Prager模型等）理论应用成熟和有限元软件开发应用，强度折减法越来越多地应用到工程实际，为工程设计提供印证，如边坡、坝坡、隧道、基坑等有限元分析，并趋于成熟。
近年来，国内学者对强度折减法的应用开展了大量工作：李小春[6]采用强度折减法对边坡的多滑面进行了模拟，认为该方法得到的多级滑动面与现场监测数据吻合较好。
王曼等[7]采用ABAQUS软件的强度折减法分析了边坡的稳定性，确认其计算结果的合理性。
王作伟等人[8]采用强度折减方法计算了边坡的极限上限，对比验证强度折减法与传统极限平衡法具有良好的适应性。
雷艳等[9]采用强度折减法对土石坝坝坡进行稳定分析，得出的安全系数与塑型区域可为工程提供借鉴。
以上研究均取得了较好的研究成果，表明强度折减法用于工程实际分析边坡、坝坡稳定性是可行合理的。
故本文基于以上研究，采用ABAQUS软件结合强度折减法对某均质土石坝进行稳定性分析计算，并从水利工程建设管理的角度，浅析建设管理对工程质量的控制。
2强度折减法所谓强度折减法是指给一强度折减系数F r[10]，采用公式（1）和（2）将土体抗剪强度指标进行降低，导致土体逐渐失稳，土体单元发生塑性变形，当临界失稳时，折减系数就是边坡对应的安全系数。
具体公式如下所示：c m=c/F r（1）φm=arctan（tanφ/F r）（2）式中，c和φ为土体的抗剪强度指标（粘聚力和内摩擦角）；c m和φm是折减后的抗剪强度；F r是强度折减系数。
强度折减法精髓在于降低土地的抗剪强度指标，使土地单元应力不能配套而失稳。
3土石坝稳定性分析某均质土石坝，最大坝高100m，正常蓄水位在坝高90m处，坝顶宽8m，上下游坡比为1∶3√，坝体材料密度为2200kg/m3，强度参数如表1所示。
某水库大坝渗流计算及稳定分析摘要：在病险水库除险加固工程中，经常需要对加固前的建筑物进行安全复核。
本文根据某水库的地勘资料，对其进行了渗流计算和坝坡稳定抗滑稳定计算，计算结果为水库大坝的加固提供合理的构筑建议和措施。
关键词：土石坝；渗流计算；稳定分析1.工程概况某水库位于罗山县西南约55km处的灵山镇境内，属丘陵地区水库，位于淮河水系小黄河支沟上，控制流域面积3.3km2，总库容102.02万m3。
水库是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（1）型水库。
大坝为粘土心墙坝，现状坝长90m，最大坝高17.4m，坝顶宽约3m。
该水库按50年一遇设计，500年一遇防洪标准校核。
2.工程地质某水库位于秦岭－昆仑纬向复杂构造带之南亚带与新华夏系第二沉降带的交接复合部位。
受淮阳山字型构造与经向构造复合干扰，地质构造十分复杂。
据地质测绘及勘探揭露范围内，坝址区地层岩性主要为坝体人工填土（Qs）及燕山晚期侵入的花岗岩，仅在下游河槽分布有泥卵石。
坝址区地层根据时代、成因、岩性及其物理力学性特征，现由老到新分述如下：燕山晚期（r3 5）岩性为花岗岩，分布在水库两岸，肉红色、灰白色～淡红色，细粒~中粗粒结构，肉眼可见斑状矿物，矿物按含量依次为正长石、斜长石、石英、黑云母等。
裂隙较发育，多为60度左右的高倾角，裂隙宽0.3mm，裂面平整，沿裂隙面充填有铁锰质薄膜。
表层2m左右多为全风化，岩芯多呈碎屑状、块状，地质取芯率（RQD）低于10%；多为中等风化，岩芯呈块状和柱状，岩心采取率60%~90%，RQD值25%~80%。
第四系全新统（alplQ4）岩性为泥卵石，分布在下游河槽内，卵石成分主要为安山岩、花岗岩，灰绿色，灰黄色，多呈次圆状，粒径一般3~5cm，最大10cm左右，含量50%左右，泥质充填，结构较松散。
坝体填土（QS）坝体为粘土心墙砂壳坝，坝轴线处2.4m以上主要为全风化的花岗岩碎屑，2.4~12.3m主要为低液限粘土，含有全风化花岗岩碎屑，局部含量较高，但颗粒较细，12.3m以下为低液限粘土，灰褐色，棕黄色，见有铁锈，粘粒含量较高。
有关土石坝坝坡稳定分析的方法探索研究【摘要】本文主要深入分析研究了土石坝坝坡稳定分析的方法。
即刚体极限平衡法和有限元法的基本原理，并对刚体极限平衡法和有限元方法的优缺点进行了比较，得出有限元法可以克服刚体极限平衡法所存在的缺陷。
本文是个人提出的一些见解和观点，可与同行共同探讨。
【关键词】土石坝；坝坡；稳定；刚体极限平衡法；有限元法前言如何更合理、更准确地开展土石坝的坝坡稳定分析工作是工程界普遍关注的问题。
目前土石坝坝坡稳定分析的方法主要有刚体极限平衡法和有限元法。
一、刚体极限平衡法分析研究1）刚体条件：在分析滑坡的受力和变形过程中，忽略滑体的内部变形，认为滑体为不可变形的刚体。
2）极限强度条件：假定滑体处于极限强度状态。
3）力的平衡条件：在考虑安全系数后，滑体在所受各种力的作用下处于平衡状态。
目前通用的刚体极限平衡法主要指的是条分法。
采用条分法来分析稳定问题一般为高次的超静定问题，要使问题有解就必须建立新的条件方程。
对条块间作用力作出各种简化假定，以减少未知量或增加方程数。
根据简化假定的条件相同，条分法发展为各种计算方法，这些方法主要有：一是瑞典圆弧滑动法。
瑞典圆弧滑动法（简称瑞典法或费伦纽斯法）是条分法中最古老而又最简单的方法。
除了假定滑裂面是个圆柱面（剖面图上是个圆弧）外，还假定不考虑土条两侧的作用力，安全系数定义按式计算。
由于不考虑条间力的作用，严格地说，对每一土条力的平衡条件是不满足的，对土条本身的力矩平衡也不满足，仅能满足整个滑动土体的整体力矩平衡条件。
由此产生的误差，一般使求出的安全系数偏低 10% ， 20% ，这种误差随着滑裂面圆心角和孔隙压力的增大而增大。
二是毕肖普法。
毕肖普法考虑了条块间的法向作用力，但忽略了条块间的切向作用力。
其安全系数定义为沿整个滑裂面的抗剪强度与实际产生的剪应力之比，即：（ 1）毕肖普法满足整体力矩平衡条件，满足各条块间力的多边形闭合条件，但不满足条块的力矩平衡条件。
土石坝的应变分析及稳定分析关键词：土石坝、应变、蓄水期、稳定性、荷载摘要：我们认为，土石坝应力应变分析中有待解决的问题主要有下列几个方面。
第一是多数的研究限于施工期, 而回避了蓄水期的计算。
但是土石坝是挡水建筑物, 因此可以说, 不解决水对坝体的作用问题就是根本上没有解决问题。
实际上现代设计的高土石坝也多是在初蓄水期发生严重变形甚致破坏的。
此外, 现有计算方法本身也存在许多问题, 例如对于由刚度相差悬殊的几种材料组合的坝型就不能很好适应, 特别当土体中存在混凝土结沟的时候。
但是我们相信, 随着试验和原观测资料的积累及计算技术的发展, 这些问题将会逐步得到决,应力应变分析也一定会在土石坝设计中占据越来越重要的位置, 总有一天设计工作者将能摆脱目前滑坡稳定分析加经验的设计方法, 走上按极限变形和抗裂设计的轨道。
一、蓄水期土石坝工作状态的特点现有的原体观测资料表明, 施工期坝体内的应力主轴的方向变化不大, 坝坡局部偏转较大的地方也不超过15度, 而且大部分区域大小主应力比都在一之间, 也就是说接近于单向压缩状态。
这就意味着, 施工期坝体内的应力状态比较简单, 而月坝体的变形以垂直压缩变形为主。
可是, 一旦受到水的作用, 问题就大大复杂化了。
水对坝体的工作状态的影响表现在三个方面：（1）水平荷载引起的主应力轴偏转；（2）浮托力引起的卸荷作用；（3）土骨架浸水软化引起的附加变形（以下简称浸水变形）。
根据高米的堆石坝模型试验的结果,水平压力与浮托力的共同作用使大范围内应力主轴偏转十几度,并使上游坝壳应力减小,下游坝壳应力加大。
但从应力水平看则是下游降低,上游增高,并在上游坝壳靠心墙处达到破坏状态，形成个相当于主动土压力状态。
同时,国内外大量的观测资料表明,由于水压力及软化变形的共同作用,坝顶既可能向上游位移,也可能向下游位移,而且往往是先向上游,后向下游,同时中心线发生明显的挠曲图。
软化作用还会引起显著的沉降如果仅从浮托力考虑，蓄水时坝顶应当上抬。
水利工程中土石坝坝坡稳定分析
【摘要】土石坝是当今水利工程中最关键的基础设施在之一，也是极为常见的基础结构。
在水利工程施工建设的过程中，我国国内绝大多数地区仍然是以传统的土石坝施工为主，这种坝体结构施工本身存在着抗震性能好、施工效率高、施工速度快、工程造价低的优势，同时它在整个世界水利事业发展上有着举足轻重的作用。
本文从土石坝概念入手，针对土石坝坝坡稳定危害的重要性提出了有关问题的预防和解决方法。
【关键词】土石坝；水利工程；失稳；坝坡
近年来，随着我国社会经济的发展，我国水利工程施工建设也迈上了新的台阶。
自从改革开放至今，水利工程在整个国民经济发展中做出了重大贡献，为建设中国特色社会主义提供了坚强有力的基础支持。
同样，因为水利工程对我国社会经济发展的重要性，水利工程的施工建设理念和施工技术、施工材料的发展也极为迅速，截至目前已经形成了许多不同的施工理念、施工技术和施工材料，为水利事业的良好发展打下坚实的技术与物质基础，同时也引发了人们对现代化水利工程施工建设质量的思考。
坝坡稳定性作为水利工程施工中最受关注的问题之一，它是否合理直接关系到水利事业的顺利发展，决定着整个水利工程功能的发挥，甚至是影响到周围居民的生命财产安全。
为此在这里我们就以水利工程土石坝坝坡稳定性进行研究和分析。
1.土石坝概述
我国的水利工程在建国以来可谓是一派向荣，大批的水利施工建设项目在半个世纪里纷纷上马，为我国社会经济的发展做出了重大贡献，为社会主义现代化建设提供了坚强有力的后盾支持。
同样，我国水利工程建设在国家发展中起到重大作用的同时，有关施工技术的发展也非常的迅速，极大的推动着水利工程建设工作的开展，保障着工程施工质量和效率。
土石坝在这种社会背景下也得到了人们高度重视，迎来了建设新高潮。
1.1土石坝概念
土石坝可谓是当今水利事业中最为常见的坝体结构之一，也是水利工程中主要的基础设施。
在其施工建设的过程中主要是通过采用石料、土料、混合料等材料，通过抛填、碾压、灌注等方式砌筑形成的一种挡水建筑物。
在施工的过程中，当坝体材料以土料、石料为主的时候，称之为土坝，如果是以石渣、卵石、爆破碎石为主的时候，其称之为堆石坝。
当两者相差无几的时候则又被称之为土石混合坝。
就土石坝结构的施工进行分析，其可谓是历史悠久的一种坝体结构，但是在我国其发展巅峰时期可谓是从上个世纪中期开始的，当时受到我国社会经济发展趋势的影响，一大批的土石坝结构涌现而出，为社会经济的发展做出了重大贡献。
1.2土石坝施工优势
近些年来，土石坝工程施工技术一直深受着业内人士的重视，无论是在工程施工理念还是施工技术上，都取得了显著的成绩，为土石坝工程建设打下坚实的理论基础。
在当今的社会经济发展中，土
石坝以其施工简单、取材方便、施工成本低、施工设施方便的优势受到各地施工单位的关注和重视，但是同时因为其大多都是就地取材进行建设的，因此坝体结构整体性不佳，受到长期的水流冲刷极容易产生各种工程质量问题核事故，从而给社会发展造成影响，甚至引发严重的安全事故。
为此做好土石坝施工管理控制至关重要，也是未来经济发展的必然趋势。
2.土石坝边坡问题分析
根据有关数据统计，我国几乎所有的土石坝都存在着严重的坝体失稳现象，根据有关数据统计，这一现象随着社会经济的发展和时间的推迟还在进一步的加大和促进。
2.1水利工程中土石坝坝坡失稳的危害
在水利工程过程中，坝体的结构意味着整体的陡坡的结构，而一旦坝坡出现问题，整个工程的质量会受到影响，后果很严重。
而且土石坝的滑坡对于山脚下的居民的基本生活也会有一定的影响，而且会影响到房屋的公路和桥梁等一些设施，特别是在结构破坏的情况下，会造成交通事故，导致交通中断和人员的伤亡。
因此，坝坡失稳会使大量的石料进入地下水，当地下水达到一定程度后，会引起堤坝的危险，甚至给下游的百姓带来损坏，因此，在加强堤坝结构的过程中，做好相应数据的分析，同时根据技术人员的方法，合理的加固，是解决滑坡的重要方式和方法。
2.2土石坝坝坡失稳滑坡的原因分析
关于土石坝滑坡产生的原因主要是当堤坝失稳的过程中，会产生
一定的滑坡现象，总结起来，主要有自然和人为两种因素，在一种或两种因素的共同作用下，会给社会带来一定的影响，具体来说，主要有以下几个方面：
2.2.1内部因素
关于土石坝内部的结构方面，这是土石坝的内部因素，其结构的松散会造成坝体的抗风和抗震能力的降低，同时使得水位下降，坝体在岩石和土体的作用下会形成一定的不连续状态，由于坝体过于陡峭，会使得地下水对岩石造成一定的软化作用，造成坝体滑坡。
2.2.2人为因素
人类工程活动的频繁是引起土石坝滑坡的重要因素，如开挖坡脚，修建铁公路、依坝建房、建厂等工程，常常因使坝体下部失去支撑而发生下滑。
蓄水、排水均易使水流渗入坡体，加大孔隙水压力，软化岩、土体，增大坝体容重，从而促使或诱发土石坝滑坡的发生。
在运行管理方面，放水时库水位降落太快，使上游坝体的孔隙水下降速度远跟不上库水位，形成很大的孔隙水压力而造成滑坡。
3.坝坡失稳的防治
由于土石坝坝坡失稳会产生严重的危害，因此，必须加强对土石的维护管理，提高对土石坝稳定性的检测技术，加大检查力度，以便及时发现坝坡失稳，提早防治，将坝坡失稳带来的危害降低到最小。
以下几点建议是笔者结合实地考察、资料研究和自身经验得出的解决土石坝坝坡失稳问题的对策，以供同行参考借鉴。
（1）对于已建水库，要结合原始的坝体和坝基物理力学指标、施工、筑坝土料控制、碾压质量、接缝处理等综合分析，选取可靠的计算参数，条件允许时可进行现场取样试验，取得物理力学指标作为计算参数，作为坝坡稳定安全复合时的设计指标。
了解库区已有滑坡和崩塌的地点，不同岩层特别是软弱泥质岩层的发布，查明附近有无断层、断裂。
以利于根据实际情况采取相应措施进行处理整治。
（2）研究重点区的地质情况，预测可能滑坡的地点和规模。
对可能滑坡的库岸，通过钻孔了解滑体的厚度和滑动面的位置，确定滑动面抗剪强度。
然后结合地质、地貌分析，确定若干滑动面，并进行岸坡的稳定计算和模型试验，以论证岸坡是否稳定，并对可能滑动地段估算其滑落体积。
（3）修筑支挡工程。
若土石坝在修建时使坝体的上半部分结构体积较大而坝基部分体积较小时，易使坝坡失稳，产生滑坡，这种情况下可以采用削坡减重的方法，使土石坝的重心降低，提高坝坡稳定性。
而当因失去支撑而滑动较快的滑坡，可采用修筑支挡工程的办法，增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。
（4）改善滑动带的土石性质。
一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。
由于滑坡成因复杂，影响因素多，因此需要上述几种方法同时使用，综合治理，方能达到目的。
通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力。
4.结语
总而言之，土石坝是我国水利工程的重要的堤坝形式，同时保证堤坝的稳定性对于我国的经济效益和社会效益具有重要的意义，因此，保证堤坝的稳定性，可以保证人民群众的安全，解决堤坝滑坡现象，对技术人员进行管理和防范，降低堤坝失事现象的发生。
【参考文献】
[1]刘圣尧，沈孔成，张炜，等.渗流作用下土石坝稳定性分析叨.中国水运（下半月），2009（1）.
[2]彭学彬.大坝稳定性分析方法与应用实例叨.中国西部科技，2009（4）.
[3]王维娜，殷秀海.土石坝边坡稳定性分析的应用研究叨.水利科技与经济，2009（2）.。
