1 6.6.1 渗流分析说明渗流分析的目的在于： ①土中饱和程度不同， 土料的抗剪强度等力学特性也相应地发生变化，渗流分析将为土石坝中各部分土的饱水状态的划分提供依据；②检验坝的初选形式与尺寸，确定渗流力以核算坝坡稳定；③进行坝体防渗布置与土料配置，根据坝内的渗流参数与逸出坡降，检验土体的渗流稳定，防止发生管涌和流土，在此基础上确定坝体及坝基中防渗体的尺寸和排水设施；④确定通过坝和河岸的渗水量损失，并计算排水系统的容量依据《碾压土石坝设计规范》（ SL274-2001）中 8.1.2 ，渗流计算应包括以下水位组合情况：①上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；②上游设计洪水位与下游相应的水位；③上游校核洪水位与下游相应的水位；④库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况；6.6.2 渗流分析计算积石峡库区周边均为不透水岩层，封闭条件良好，因此渗流分析计算模型为不透水地基均质坝 对均质坝在不透水地基上， 有排水设备的情况，不考虑均质坝上游坝壳料部分对渗流的影响对棱体排水，浸润线逸出部分如图所示▽2 单宽渗流量和均质坝下游坡渗流水深 h 可由下面两式联立解除：2 21 2 0[ ( ) ]2 'H H hq kL2 20 1 2' ( ) 'h L H H L式中 k——坝体的渗透系数， cm/s，其中k=0.45x 10-6cm/s ；H1——坝前水深， m；H2——坝后水深， m；H0——棱体前水深， m；L ‘ ——透水区域， m。
1. 正常蓄水位时的渗流分析上游水位为 1856m，下游相应水位假设为 1791m,则上游水深1H =1856-1782=74m,下游水深 2H =1791-1782=11m. 1112.5 74 30.831 2 1 2 2.5mL H mm(1865.07 1856) 2.5 13 (1865.07 1798)L2.5 (1798 1791) 1 196.35m' 42.59 169.59 227.18L L L m代入式 2 20 1 2' ( ) 'h L H H Lh0=14.85m，代入式2 21 2 0[ ( ) ]2 'H H hq kL ,k=0.45x10 -6 cm/s 渗流量为： q=5.1x10 -8m3/s, 带入浸润线方程：212qy H xk将渗流曲线坐标值列入下表中表 6.6.2-1 正常蓄水位渗流曲线坐标值3 x 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 y 74 70.9 67.6 64.2 60.5 56.7 52.5 48 43 37.4 2. 设计洪水位时的渗流分析上游水位为 1858.22m，下游相应水位假设为 1793m,则上游水深1H =1858.22-1782=76m,下游水深 2H =1793-1782=11m. 1112.5 76 31.71 2 1 2 2.5mL H mm(1865.07 1858.55) 2.5 13 (1865.07 1798)L2.5 (1798 1793) 1 198.35m' 31.7 198.35 230.02L L L m代入式2 20 1 2' ( ) 'h L H H Lh0=9.07m，代入式2 21 2 0[ ( ) ]2 'H H hq kL ,k=0.45x10 -6 cm/s 渗流量为： q=5.3x10 -8m3/s, 带入浸润线方程：212qy H xk将渗流曲线坐标值列入下表中表 6.6.2-2 设计洪水位渗流曲线坐标值x 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 y 76 72.8 69.4 65.8 62.1 58.1 53.8 49.2 44 38.2 3. 校核洪水位时的渗流分析上游水位为 1862.45m，下游相应水位假设为 1795, 则上游水深1H =1862.45-1782=80m,下游水深 2H =1795-1782=13m. 4 1112.5 80 33.331 2 1 2 2.5mL H mm(1865.07 1862.45) 2.5 13 (1865.07 1798)L2.5 (1798 1795) 1 200.05m' 33.33 200.05 233.68L L L m代入式2 20 1 2' ( ) 'h L H H Lh0=9.41m，代入式 , 2 21 2 0[ ( ) ]2 'H H hq kL， k=0.45x10 -6 cm/s渗流量为： q=5.6x10 -8m3/s, 带入浸润线方程：212qy H xk将渗流曲线坐标值列入下表中表 6.6.2-3 校核洪水位渗流曲线坐标值x 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 y 80 76.7 73.2 69.5 65.6 61.5 57 52.2 47 41 4. 将前面几种工况计算所得的渗流曲线绘制在图 6.6.2-4 中图 6.6.2-3 渗流曲线图5 结果分析；由于图中三种工况下的三条渗流曲线没有交点，说明渗流分析结果合理。
6.6.3 稳定分析1. 稳定分析的目的对土石坝进行稳定分析的目的，是通过计算坝体剖面的稳定安全度来检验坝坡在各种工况下是否安全，断面尺寸是否经济合理计算工况与安全系数（ 1） 稳定渗流期校核两种工况的上、下游坝坡稳定：①上游为正常蓄水位或设计洪水位至死水位之间的的某一水位，下游为相应的水位的正常运用条件；②上游为校核洪水位，下游为相应水位的非常运用条件 I 2） 水库水位降落期校核两种工况下的上游坝坡稳定：①水库水位处于正常蓄水位或设计洪水位与死水位之间的某一水位发生降落的正常运用条件；②水库水位自校核洪水位降落至死水位以下或是水库以大流量快速泄空的非常运用条件 I ；（ 3） 地震作用时与正常运用条件的作用相组合验算上、下游坝坡的稳定属于非常运用条件 II 2. 稳定分析计算本次设计采用瑞典圆弧法，其中原理假定滑动面为一圆柱面将滑动面内的土体看成是刚体，失稳时土体绕圆弧的中心旋转，沿着坝轴线方向取单宽段，按平面问题进行分析计算时将滑动面以上的土体分成若干铅直土条，求出土条对圆弧中心的抗滑力矩之和以及滑动力矩之和二者的比值为该滑动面抗滑稳定安全系数 Kc. 3. 最危险圆弧的确定根据规范查的取 β 1=25°， β 2=35°，在图中做出 M1， M2.如图 6.6.3-1所示：图 6.6.3-1 滑动面位置6 Θ计算公式：cos tansiniba ?Ci i i i ici iW C bkW a式中：土条编号：W 土条重量：土条宽度：土条沿滑裂面的夹角，单位（ ）：， 有效抗剪强度指标：4. 稳定分析计算：设计洪水位上游坝坡稳定计算4.1 第一次试算： R=231.37m,b=23.13m。
计算结果记入下表 4.1-1 中Θ图 4.1-1 设计洪水位上游坝坡稳定计算简图7 A1 A2 A3 γ 1 γ 2 γ 3 0 0 149.06 20.4 19.8 16.5 0 0 447.84 20.4 19.8 16.5 0 122.49 626.25 20.4 19.8 16.5 0 419.43 622.49 20.4 19.8 16.5 0 721.21 625.99 20.4 19.8 16.5 0 1022.26 625.99 20.4 19.8 16.5 16.91 1305.1 469.5 20.4 19.8 16.5 323.62 1266.48 95.65 20.4 19.8 16.5 417.57 695.57 0 20.4 19.8 16.5 567.94 51.56 0 20.4 19.8 16.5 W1 W2 W3 wsina ∑ Wcosatanφ Cbseca 0 0 2459.49 0 1032.99 462.6 0 0 7389.36 0 3103.53 462.6 0 2425.30 10333.13 0 5358.54 462.6 0 8304.71 10271.09 0 7801.84 462.6 0 14279.96 10328.84 0 10335.69 462.6 0 20240.75 10328.84 0 12839.22 462.6 344.96 25840.98 7746.75 11605.66 13392.25 492.29 6601.85 25076.30 1578.23 17623.19 11845.26 545.49 8518.43 13772.29 0 14328.19 7171.78 603.88 11585.98 1020.89 0 9657.42 3403.49 719.68 0 76284.59 5136.94 T=81421.53 S=53214.47 K=1.53>1.5 b a sina cosa seca φ tan φ c 23.13 0.00 0.00 1.00 1.00 23.00 0.42 20.00 23.13 0.00 0.00 1.00 1.00 23.00 0.42 20.00 23.13 0.00 0.00 1.00 1.00 23.00 0.42 20.00 23.13 0.00 0.00 1.00 1.00 23.00 0.42 20.00 23.13 0.00 0.00 1.00 1.00 23.00 0.42 20.00 23.13 0.00 0.00 1.00 1.00 23.00 0.42 20.00 23.13 20.00 0.34 0.94 1.06 23.00 0.42 20.00 8 23.13 32.00 0.53 0.85 1.18 23.00 0.42 20.00 23.13 40.00 0.64 0.77 1.31 23.00 0.42 20.00 23.13 50.00 0.77 0.64 1.56 23.00 0.42 20.00 第二次试算： R=236.97m,b=23.3m。
计算结果记入下表 4.1-2 中A1 A2 A3 γ 1 γ 2 γ 3 W1 W2 W3 0 0 110.45 20.4 19.8 16.5 0 0 1822.43 0 0 331.35 20.4 19.8 16.5 0 0 5467.28 0 34.72 513.22 20.4 19.8 16.5 0 687.46 8468.13 0 232 462.33 20.4 19.8 16.5 0 4593.6 7628.45 0 453.84 323.32 20.4 19.8 16.5 0 8986.03 5334.78 0 664.43 131.26 20.4 19.8 16.5 0 13155.7 2165.79 0 782.18 1.35 20.4 19.8 16.5 0 15487.2 22.28 0 680.15 0 20.4 19.8 16.5 0 13467 0 140.11 358.25 0 20.4 19.8 16.5 2858.24 7093.35 0 191.65 5.04 0 20.4 19.8 16.5 3909.66 99.79 0 W土 wsina ∑ W土 cosatan φ Cbseca T S K 1822.43 0 765.42 466 44767.73 28611.69 1.56 5467.28 0 2296.26 466 9155.59 0 3845.35 466 12222.05 0 5133.26 466 14320.81 3706.50 5809.79 482.4。