基于GeoStudio软件的土石坝稳定设计
唐 帅
(山东省水利勘测设计院有限公司，山东 济南 250013)
在土石坝中，土质心墙防渗体是常有防渗结构。土石坝挡水后，在坝体内形成渗流，饱和区内土石料承受上浮力，减轻了抵抗滑动的有效重量，浸水后作用在坝上的荷载和土石料的抗剪强度都将发生变化，故在施工期、稳定渗流期、水库水位降落期及地震等不同时期，渗流力可能引起管涌、流土等渗流破坏，也可对坝坡形成不利作用，引起坝边坡失稳。土石坝的渗流稳定及坝坡稳定是实际工程中值得思考的问题。
水库等别为Ⅲ等，包括溢洪道、土石坝和放水洞，溢洪道进水渠底板顶高程17.20m，土石坝为壤土心墙砂壳坝，工程级别3级，坝顶长400m，坝顶宽7.0m，坝顶高程29.80m，最大坝高20m。防浪墙顶高程30.80m，高1.5m，厚0.5m。上游坝坡在高程19.00m处设2.0m宽戗台，戗台以上坡比1∶2.5，以下为1∶2.75；
坝脚设堆石压重体，顶高程14.0m，顶宽10.0m，边坡1∶3.0；
下游坝坡在高程20.00m处设2.0m宽戗台，戗台以上坡比1∶2.5，以下为1∶2.75；
心墙顶高程29.10m，顶宽2.0m，上下游坡比1∶0.4。上游坝坡为干砌块石护坡，下游坝坡为草皮护坡，坝后设纵横向排水沟，坝脚设贴坡排水。坝基砂采用混凝土防渗墙防渗(0+180.0～0+340.0)，底高程-4.0m，平均深度13.0m，确定压重平台高程16.00m，上游平台宽25m，下游平台宽10m，采用弃渣料填筑，压重平台设干砌块石护面。土石坝从上游到下游分别由上游护坡、碎石、反滤层、细砂、含砂壤土心墙、细砂、下游草皮护坡组成，坝基从上到下分别由①粗砂、淤泥质中细砂;②粗砂，黑云斜长片麻岩组成，坝基粗砂允许渗流坡降建议值为0.15，地震设防烈度7度，土石坝的典型横断面如图1所示。
图1 某土石坝典型横断面图
2.1 土石坝渗流及渗透稳定计算
计算渗流量时，土的渗透系数采用大值平均值，计算水位降落时采用小值平均值，渗流及渗透稳定计算采用GeoStudio有限元软件的Seep/w分析模块来进行分析，结合实际情况，选取0+100断面作为典型断面进行计算，对以上断面分别建立二维有限元模型进行计算，计算工况如下：
(1)上游正常蓄水位25.43m，相应下游水位10.0m
(2)上游设计洪水位27.95m，相应下游水位10.0m
(3)上游校核洪水位28.84m...
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