基于GEOSLOPE的晓街河水库坝体渗流稳定分析

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我国水利事业的发展起源较早,水利工程的数量更是位居世界前列,这些水利工程对国家经济的发展和人民生活建设起着举足轻重的作用。土石坝是极为重要的一种坝型。由于其施工简便、地质条件要求低、造价便宜,并可就地取材且资源丰富,因此土石坝工程建设历史久远。目前,土石坝工程随着科技的进步,在建设水平和技术上得到不断提高和发展。土石坝的渗流分析和边坡稳定分析一直以来都是土石坝设计中的重点所在,准确判断土石坝的隐患和病害,及时采取处理和加固措施,才能确保土石坝趋利避害,充分发挥效益。本论文的目的是要研究晓街河水库设计方案的坝型能否在渗流作用下满足边坡稳定,而这一问题是通过GEOSLOPE软件来进行分析的。本论文先总体阐述了渗流分析和边坡稳定分析的研究现状和方法;再从土石坝渗流分析出发,详细说明了渗流的基本理论、渗流分析有限元法的基本原理和实施步骤以及有限元法的计算方法;然后介绍了坝体边坡稳定分析的方法,重点是极限平衡法和有限元法;最后结合理论知识,采用GEOSLOPE软件对问题进行分析,通过对坝体两种工况下的渗流分析以及四种工况下的边坡稳定分析,得出结果。通过渗流计算可得坝体在正常水位工况下的单宽渗流量为5.305m3/天,在校核水位工况下的单宽渗流量为5.168m3/天。在此渗流计算结果的基础上,坝体边坡稳定计算正常运用工况、非常运用工况Ⅰ、非常运用工况Ⅱ、水位降落工况上游坡的抗滑最小安全系数分别为2.189、2.152、1.719、1.022;下游坡的抗滑最小安全系数分别为1.395、1.40、1.180、1.395。通过计算结果能够判断晓街河水库设计方案的坝型在渗流作用下是能够满足边坡稳定的。
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