水利工程論文-岳城水庫壩坡淺層滑坡對安全的影響.doc

水利工程論文-岳城水庫壩坡淺層滑坡對安全的影響摘要：一般認為庫水位驟降時對土壩安全的應(yīng)響較大，而不太注意庫水位變幅很大時，滲透力對土壩安全的影響。本文通過對岳城水庫主壩淺層滑坡原因的分析，說明庫水位大幅度消落導致的滲透力對土壩安全的影響是很大，應(yīng)該引起足夠的重視。并從水庫運行的角度，說明了均質(zhì)土壩不宜過高。關(guān)鍵詞：岳城水庫均質(zhì)土壩庫水位滲透力淺層滑坡1岳城水庫主壩淺層滑坡基本情況岳城水庫土壩系碾壓式均質(zhì)壤土壩，壩頂高程157m。其中主壩長3570m，最大壩高53m，壩頂寬度8m。曾在庫水位124.51m時，檢查發(fā)現(xiàn)主壩上游坡有兩段明顯裂縫和向下游的下錯?；庐a(chǎn)生的部位及具體情況如下：中段樁號1+4641+723范圍，長259m，滑坡上口裂縫位于高程136140m，上游護坡的最大裂縫寬33，下錯50。此段于本次滑坡的五年前也曾發(fā)生過同樣的裂縫，但沒有下錯的現(xiàn)象。南段樁號2+1702+380范圍，長210m，滑坡上口裂縫高程129137m，主要裂縫四條，上游護坡的最大縫寬16，最大錯縫70。此段于本次滑坡的六年前曾發(fā)生過同樣的護坡裂縫，主要裂縫亦有四條，最大縫寬50，最大錯縫80.2開挖檢查結(jié)果為確切了解塊石護坡下土體的滑坡情況，曾對滑坡的上口進行了開挖檢查（見圖1）。檢查發(fā)現(xiàn)，凡護坡表面有裂縫者，對應(yīng)土體就有下滑錯動，且滑裂面很明顯。上口破碎帶較寬，2030左右；挖深1m以下，破碎帶基本上都是硬片，無張開裂縫。圖1滑坡上口裂縫探坑剖面圖（樁號1+580上55）為確切了解滑裂面的情況，曾在滑坡段用鉆機打了三個勘探孔，開挖22m的豎井三個。經(jīng)查明，中段最大滑裂面深度為9m，南段最大滑裂面深度為7m，兩段均于120m高程附近有隆起現(xiàn)象?；麦w剖面的情況，如圖2所示。3滑坡原因分析通過對庫水位消落情況的分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂縫和滑坡的年份都是庫水位消落幅度大的年份。如1968年消落幅度27.92m，出現(xiàn)南段滑坡；1969年消落幅度24.87m，出現(xiàn)中段裂縫；1974年消落幅度32.63m，兩段同時發(fā)生滑坡。1966年1973年水庫水位消落及滑裂情況見表1。圖2中段滑坡體剖面圖（樁號1+570）表1水庫水位消落及滑裂情況統(tǒng)計表（19661973年）年份（水文年）最高水位最低水位消落幅度（m）發(fā)生滑裂情況m時間m時間年月日年月日1966144.491966924125.11196772619.381967145.971967916118.0519687827.92南段滑坡1968148.141969318123.20196971924.87中段滑坡1969145.341970217123.27197063022.141970137.511970923121.57197161515.941971149.08197194127.2319727621.851972138.921973221124.8519735814.071973149.05197399116.42197471832.63兩段同時滑坡表中記錄顯示，庫水位的大幅度降落，都是出現(xiàn)在春灌開始到汛前灌溉放水期間，并未出現(xiàn)過庫水位驟降的情況。庫水位的平均日降速度，1968年0.28m/d，1969年0.19m/d，1974年為0.24m/d?？梢姡a(chǎn)生滑坡的主要原因是該年庫水位的消落幅度較大，而不是因為庫水位的驟降。產(chǎn)生局部淺層滑坡主要原因，應(yīng)該是庫水位大幅度下降引起的滲流力。這一結(jié)論可以由試驗和計算結(jié)果得到證實。4計算驗證根據(jù)壩軸線上游壩體孔隙水壓力測壓管資料和南京水利科學研究所所做的壩體滲流試驗結(jié)果，可以計算出不同條件下，上游壩坡的安全系數(shù)以及相應(yīng)的最危險滑弧位置。計算方法采用圓弧滑動法1，采用如下公式：(1)式中：K安全系數(shù)；Mr滑動體內(nèi)各土條對圓弧中心的抗滑力矩之和；Ms滑動體內(nèi)各土條對圓弧中心的滑動力矩之和；其中，滲流力對安全系數(shù)K的影響，主要體現(xiàn)在滲流力將產(chǎn)生滑動力矩。滲流力的計算方法1是：1根據(jù)實測孔隙水壓力的資料和壩體滲流試驗結(jié)果，繪制流網(wǎng)圖；2根據(jù)流網(wǎng)圖計算滲透力，其中單位體積土體上的滲流力計算公式為：(2)式中：水的容重；J網(wǎng)格處平均滲透坡降，由流網(wǎng)圖查出。不同條件下上游壩坡的安全系數(shù)的計算結(jié)果如下：表1上游壩坡安全系數(shù)計算結(jié)果計算條件安全系數(shù)不考慮滲流力和地震1.491.57考慮庫水位下降引起的滲流力，不考慮地震0.891.03考慮滲流力和地震0.670.85不考慮滲流力，只考慮九度地震0.920.93以上計算結(jié)果表明，滲流力對安全系數(shù)的降低影響極大。目前庫水位下降的情況下，上游壩坡的穩(wěn)定，實際上處于臨界狀態(tài)而且偏于不安全。所以，在庫水位大幅度下降時，很容易發(fā)生滑坡。同時計算結(jié)果也表明，安全系數(shù)最小滑弧位置，也即最危險的滑弧位置，與1974年實際發(fā)生的滑弧位置基本一致。這就說明庫水位降落引起的滲流力導致的上游滑坡一般屬于淺層的。因此，計算結(jié)果完全表明，本次淺層滑坡產(chǎn)生的主要原因是庫水位大幅度下降引起的滲流力。5結(jié)論從以上對岳城水庫淺層滑坡的分析來看，庫水位大幅度消落導致的滲透力對土壩安全的影響是很大?？紤]滲透力對土壩壩坡穩(wěn)定的影響時，除考慮穩(wěn)定滲流期滲透力的影響外，還應(yīng)充分考慮庫水位大幅度消落時滲流力的影響。同時，從以上的分析也再次表明，均質(zhì)土壩不宜過高。否則，水庫在運行期間將可能出現(xiàn)的較大幅度水位變化，很