堤防工程算例

1、堤防工程算例中山市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司2010年10月45目 錄1 基本資料11.1 工程概況11.2 設(shè)計(jì)依據(jù)11.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)22 堤頂高程計(jì)算32.1 波浪要素計(jì)算32.2 波浪爬高計(jì)算52.3 堤頂高程計(jì)算63 滲透穩(wěn)定計(jì)算93.1 計(jì)算內(nèi)容93.2 計(jì)算工況93.3 計(jì)算過程103.4 計(jì)算結(jié)果分析164 抗滑穩(wěn)定計(jì)算174.1 計(jì)算內(nèi)容174.2 計(jì)算工況174.3 計(jì)算過程184.4 計(jì)算結(jié)果分析305 擋墻穩(wěn)定計(jì)算315.1 計(jì)算內(nèi)容315.2 計(jì)算工況315.3 計(jì)算過程325.4 計(jì)算結(jié)果分析416 堤基沉降計(jì)算421 基本資料1.1 工程概況中珠聯(lián)圍位于廣東省中山

2、市的南部，珠海市的西南部，地跨中山、珠海兩市，現(xiàn)狀總長(zhǎng)約34km，分中山段和珠海段兩段，其中中山段現(xiàn)狀總長(zhǎng)11.72km。中珠聯(lián)圍堤圍屬于海堤工程，北部起于中山市境內(nèi)的馬角山高地，沿磨刀門水道東岸、馬駱洲水道北岸及前山河水道西岸，止于珠海境內(nèi)的石角咀水閘。中山段處于珠海段的上游，位于中山市坦洲鎮(zhèn)，珠海段位于珠海市南屏鎮(zhèn)及灣仔鎮(zhèn)。本項(xiàng)目為中珠聯(lián)圍中山段海堤的達(dá)標(biāo)加固建設(shè)，主要建設(shè)內(nèi)容為10.571km海堤加固。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1 主要規(guī)范、規(guī)程（但不限于）1）防洪標(biāo)準(zhǔn)（gb50201-94）；2）水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（sl252-2000）；3）廣東省防洪(潮)標(biāo)準(zhǔn)和治澇標(biāo)準(zhǔn)(

3、試行)(粵水電總字19954號(hào))；4）中山市水利工程防洪(潮)標(biāo)準(zhǔn)（中水 200355號(hào)）；5）堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50286-98）；6）水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范（sl379-2007）；7）廣東省海堤工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則（試行）（db44/t182-2004）；8）水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（sl/t225-98）；9）西、北江下游及其三角洲網(wǎng)河河道設(shè)計(jì)洪潮水面線（廣東省水利廳，2002）；10）其它有關(guān)的規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)等。1.2.2 測(cè)量資料工程區(qū)1/1000地形圖及斷面圖由中山市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司于2008年12月完成。圖中高程系統(tǒng)采用珠江基面高程，坐標(biāo)系統(tǒng)采用中山市統(tǒng)一坐標(biāo)

4、系。1.2.3 地質(zhì)資料設(shè)計(jì)所選用的各種參數(shù)取值均來自本院地勘隊(duì)于2008年12月對(duì)本工程進(jìn)行的地質(zhì)勘察。詳見中珠聯(lián)圍中山段海堤達(dá)標(biāo)加固工程巖土工程勘察報(bào)告。計(jì)算斷面所采用的設(shè)計(jì)參數(shù)見計(jì)算書相應(yīng)章節(jié)。1.2.4 其它資料1）本工程的設(shè)計(jì)招標(biāo)文件及合同書。2）與業(yè)主及上級(jí)主管部門的溝通意見。3）其它與本工程有關(guān)的資料。1.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)（gb50201-94）、廣東省防洪(潮)標(biāo)準(zhǔn)和治澇標(biāo)準(zhǔn)（試行）（粵水電總字19954號(hào)）、中山市水利工程防洪(潮)標(biāo)準(zhǔn)（中水200355號(hào)），及廣東省人民政府辦公廳文件轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)水利部關(guān)于加強(qiáng)珠江流域近期防洪建設(shè)若干意見的通知（粵府辦2002

5、95號(hào)），確定中珠聯(lián)圍為1級(jí)海堤，防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。本工程區(qū)地震基本烈度為7度，抗震設(shè)防烈度為7度。2 堤頂高程計(jì)算2.1 波浪要素計(jì)算1）設(shè)計(jì)風(fēng)速設(shè)計(jì)風(fēng)速采用標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值，其重現(xiàn)期采用與設(shè)計(jì)高潮位相同的重現(xiàn)期。風(fēng)向采用與堤線垂直的設(shè)計(jì)主風(fēng)向。根據(jù)水文章節(jié)計(jì)算結(jié)果，工程區(qū)重現(xiàn)期為100年時(shí)不同風(fēng)向的設(shè)計(jì)風(fēng)速計(jì)算結(jié)果見表2-1或參照廣東省海堤工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則（試行）（db44/t182-2004）（以下簡(jiǎn)稱海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則）附錄e選用。注意海堤設(shè)計(jì)風(fēng)速與河湖堤防設(shè)計(jì)風(fēng)速有所區(qū)別。表2-1 工程區(qū)100年一遇各方向設(shè)計(jì)風(fēng)速成果表風(fēng)向n-nnene-enee-esese-sses-sswsw-ws

6、ww-wnwnw-nnw風(fēng)速(m/s)39.642.347.440.636.538.038.744.02）風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度和水域平均水深先選取典型的河道計(jì)算橫斷面，風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)主風(fēng)向采用由計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向量到對(duì)岸的距離，依據(jù)計(jì)算斷面的河道水下地形剖面圖，計(jì)算p=1%設(shè)計(jì)洪（潮）水位時(shí)的風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度和風(fēng)區(qū)水域平均水深。計(jì)算成果見表2-2。表2-2 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度及水深計(jì)算表序號(hào)斷面樁號(hào)風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度水域平均水深備 注mm111+31537007.86磨刀門水道3）平均波高和平均波周期平均波高和平均波周期等風(fēng)浪要素可按規(guī)范推薦的“莆田海堤試驗(yàn)站公式”計(jì)算確定，公式如下：式中：平均波高（m）； v設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s）； f風(fēng)區(qū)

7、長(zhǎng)度（m）； d風(fēng)區(qū)水域的平均水深（m）； 平均波周期（s）； g重力加速度（9.81m/s2）。4）波長(zhǎng)不規(guī)則波對(duì)應(yīng)平均波周期的波長(zhǎng)可按下式計(jì)算：式中：l波長(zhǎng)（m）； d風(fēng)區(qū)水域平均水深（m）。5）不同累積頻率波高h(yuǎn)p不規(guī)則波的不同累積頻率波高h(yuǎn)p與平均波高的換算關(guān)系可按海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則表6.1.5確定或由下式計(jì)算確定：式中：累積頻率為p的波高，m； 考慮水深因子的系數(shù)，其值為； p累積頻率。2.2 波浪爬高計(jì)算波浪爬高計(jì)算應(yīng)采用不規(guī)則波要素為計(jì)算條件，并以海堤堤前的波浪要素作為計(jì)算波浪要素。1）堤前水深d前堤前水深d前是指海堤堤腳前的水深：d前=hp-h灘式中：hp設(shè)計(jì)頻率p的高潮位值，m；

8、h灘堤腳前海床高程，m。2）設(shè)計(jì)波浪爬高rp海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則附錄j列出了計(jì)算波浪爬高幾種組合型式。（1）單一坡度斜坡式m=15（分：規(guī)則波，不規(guī)則波）；（2）單一坡度陡坡式0m1；（3）帶平臺(tái)的復(fù)式斜坡堤，先確定折算坡度系數(shù)，再按單坡斷面計(jì)算，適用于m上=14、m下=1.53，且dw/l-0.025+0.025、0.05b/l0.25條件（分：上下坡一致，上陡、下緩，上緩、下陡），如有夾角，乘以修正系數(shù)；（4）無平臺(tái)的折坡式斷面（下部斜坡、上部陡墻）和帶有防浪墻的單坡斷面，用假想坡度法近似計(jì)算；（5）帶防浪墻的單坡式斷面，可按上述（1）、（2）或（4）計(jì)算；（6）堤前有壓載（鎮(zhèn)壓平臺(tái)）時(shí)波浪爬高，

9、先按上述（1）（5）種方法分別計(jì)算無壓載時(shí)的爬高，再將所計(jì)算的波浪爬高值乘以壓載系數(shù)ky，壓載系數(shù)ky根據(jù)、查附錄j表j.0.8-1；（7）其他如堤前設(shè)潛堤、防浪林、加糙插砌條石護(hù)面等型式。本工程11+315斷面為堤前有壓載平臺(tái)型式，先按（2）單坡結(jié)構(gòu)計(jì)算，再用（6）壓載系數(shù)進(jìn)行折算。海堤為單坡結(jié)構(gòu)型式，且當(dāng)臨水坡坡比0m1時(shí)，波浪的爬高rp按廣東省海堤工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則（試行）（db/t182-2004）附錄j.0.5進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式：式中：rp累積頻率為p的波浪爬高值，根據(jù)規(guī)范，海堤按不允許越浪時(shí)取p=2%，按允許越浪時(shí)p=13%；與護(hù)面結(jié)構(gòu)型式有關(guān)的糙滲系數(shù)，可根據(jù)不同的護(hù)面類型，按附錄j表

10、j.0.1確定；與風(fēng)速v及堤前水深d前有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)，按附錄j表j.0.5-1確定；r0不透水光滑墻上相對(duì)爬高，按附錄j圖j.0.5確定；h1%累積頻率為1%的波高值，根據(jù)，從堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范附錄c表c.1.3-1查得；kp爬高累積頻率換算系數(shù)，按附錄j表j.0.5-2確定，不允許越浪時(shí)p=2%，允許部分越浪時(shí)p=13%。對(duì)選取的典型斷面（樁號(hào)11+315）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算過程見表2-3。經(jīng)計(jì)算，該斷面處，按不允許越浪計(jì)算的波浪爬高值為2.71m；按允許越浪計(jì)算的波浪爬高值為2.22m。2.3 堤頂高程計(jì)算依據(jù)海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則，堤頂高程按以下公式計(jì)算：表2-3 中珠聯(lián)圍典型斷面波浪爬高計(jì)算表式

11、中： zp設(shè)計(jì)頻率的堤頂高程，m； 設(shè)計(jì)頻率的洪（潮）水位，m；按設(shè)計(jì)波浪計(jì)算的累積頻率為p的波浪爬高值；海堤按不允許越浪設(shè)計(jì)時(shí)取p=2%；按允許部分越浪時(shí)取p=13%； 安全加高，按1級(jí)堤防允許越浪時(shí)取0.50m；按1級(jí)堤防不允許越浪時(shí)取1.0m。根據(jù)水文資料（或按海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則附錄b取用），中珠聯(lián)圍中山段設(shè)計(jì)頻率p=1%的洪（潮）水位為2.52m2.46m（珠基高程，下同）。典型斷面11+315的計(jì)算的堤頂高程（指防浪墻頂高程）為：不允許越浪時(shí)6.23m；允許部分越浪時(shí)5.24m。通過選取多個(gè)典型斷面進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合本工程實(shí)際進(jìn)行分析，則中珠聯(lián)圍中山段堤圍按照不允許越浪計(jì)算的設(shè)計(jì)堤頂高程（防

12、浪墻頂高程）取值6.50m，設(shè)計(jì)堤面高程5.50m；按照允許越浪計(jì)算的設(shè)計(jì)堤頂高程（防浪墻頂高程）取值為5.50m，設(shè)計(jì)堤面高程4.50m。本工程11+315計(jì)算斷面按允許部分越浪考慮并設(shè)防浪墻，防浪墻頂高程取5.50m，設(shè)計(jì)堤面高程4.50m。說明：當(dāng)海堤堤頂臨海側(cè)設(shè)有防浪墻且防浪墻穩(wěn)定、堅(jiān)固時(shí)，堤頂高程可算至防浪墻頂面，設(shè)計(jì)堤面高程應(yīng)符合海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則11.3.1和11.3.3規(guī)定。對(duì)于允許部分越浪的海堤，應(yīng)進(jìn)行越浪量計(jì)算（附錄k），規(guī)范規(guī)定的允許越浪量見海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則表8.1.2。本算例不詳細(xì)介紹。3 滲透穩(wěn)定計(jì)算3.1計(jì)算內(nèi)容1）核算在設(shè)計(jì)高潮（洪水）持續(xù)時(shí)間內(nèi)浸潤(rùn)線的位置，當(dāng)在背海側(cè)堤坡

13、逸出時(shí)，應(yīng)計(jì)算出逸點(diǎn)的位置、逸出段與背海側(cè)堤基表面的出逸坡降；2）當(dāng)?shù)躺砘虻袒翝B透系數(shù)k10-3cm/s時(shí)，應(yīng)計(jì)算滲漏量；3）計(jì)算洪水或潮水水位降落時(shí)臨水側(cè)堤身內(nèi)的自由水位。3.2計(jì)算工況海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則列出三種水位組合，即臨海側(cè)為設(shè)計(jì)潮位或臺(tái)風(fēng)期大潮平均高潮位，背海側(cè)為相應(yīng)水位、低水位或無水；以大潮平均高潮位計(jì)算滲流浸潤(rùn)線；以平均潮位計(jì)算滲流量。本工程根據(jù)實(shí)際情況，采用以下兩種不利水位組合。1）工況1：設(shè)計(jì)洪（潮）水位期（發(fā)生穩(wěn)定滲流）水位組合：臨水側(cè)為設(shè)計(jì)洪（潮）水位2.46m，背水側(cè)水位0.50m（按無水考慮，與地面高程齊平）；2）工況2：設(shè)計(jì)高潮水位降落期（發(fā)生不穩(wěn)定滲流）水位組合：臨水

14、側(cè)從設(shè)計(jì)高潮水位2.46m降至0.00m，背水側(cè)水位0.5m（按無水考慮，與地面高程齊平）。對(duì)臨水側(cè)堤坡穩(wěn)定最不利的情況。3.3計(jì)算過程3.3.1 地質(zhì)參數(shù)采用所選計(jì)算斷面的地質(zhì)資料，各土層相關(guān)參數(shù)見表3-1所列。表3-1 滲透破壞形式和允許水力比降地質(zhì)建議值序號(hào)堤基土質(zhì)類別滲透破壞形式建議允許水力比降垂直滲透系數(shù)（cm/s）1填筑土流 土0.455.58×10-62粉質(zhì)粘土流 土0.505.32×10-63淤泥質(zhì)土流 土0.306.63×10-73.3.2 計(jì)算模型本工程整治堤段總長(zhǎng)10.57km，本次選取典型斷面（10+300處橫斷面）進(jìn)行計(jì)算。（圖中高程為珠

15、基高程）計(jì)算方法可參考堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50286-98）附錄e進(jìn)行，公式從略。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：為簡(jiǎn)化計(jì)算，計(jì)算模型采用梯形斷面，臨水坡為1:2，背水坡為1:3。堤前灘涂面高程為0.00m。設(shè)計(jì)堤防為均質(zhì)土堤，堤基土層為粉質(zhì)粘土，地基中粉質(zhì)粘土以下為淤泥質(zhì)土，淤泥質(zhì)土的滲透系數(shù)更小，計(jì)算模型可按透水堤基進(jìn)行計(jì)算，透水層的相對(duì)深度算至粉質(zhì)粘土層底。3.3.3 計(jì)算方法本工程堤身為均質(zhì)土堤，型式比較單一，因此可采用北京理正軟件中的滲流計(jì)算公式法進(jìn)行計(jì)算；如遇堤身有防滲墻情況，可采用有限元法計(jì)算。3.3.4 計(jì)算過程1）工況1-計(jì)算項(xiàng)目: 滲流問題公式法 1- 計(jì)算條件 土堤頂部寬度b = 8.8

16、00(m)土堤頂部高度h = 4.500(m)上游坡坡率1:m1 = 2.000下游坡坡率1:m2 = 3.000堤身滲透系數(shù)k = 0.005(m/d)上游水位h1 = 2.460(m)下游水位h2 = 0.500(m)透水地基深度 = 3.000(m)透水地基滲透系數(shù) = 0.005(m/d)有效深度系數(shù) = 1.000 中間計(jì)算結(jié)果 l = 26.380(m)l = 0.984(m)透水地基有效深度 = 31.300(m)浸潤(rùn)線計(jì)算公式原點(diǎn)= 29.340(m)浸潤(rùn)線起點(diǎn)x坐標(biāo) = 4.920(m)浸潤(rùn)線終點(diǎn)x坐標(biāo) = 29.340(m)q' = 0.00138注：中間計(jì)算結(jié)果的

17、含義參見堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范e.3.2條。 最終計(jì)算結(jié)果 下游出逸點(diǎn)高度: = 0.653(m)單位寬度滲流量: = 0.001(m3/d.m)浸潤(rùn)線計(jì)算結(jié)果: x(m) y(m) 4.920 2.273 7.362 2.135 9.804 1.993 12.246 1.846 14.688 1.695 17.130 1.539 19.572 1.376 22.014 1.208 24.456 1.032 26.898 0.847 29.340 0.653比降計(jì)算結(jié)果:滲出段ab的比降 y(m) 比降 0.515 0.336 0.531 0.333 0.546 0.331 0.561 0.328

18、0.577 0.326 0.592 0.324 0.607 0.322 0.623 0.320 0.638 0.318 0.653 0.316浸沒段bc的比降 r(m) 比降 0.158 0.111 0.316 0.111 0.474 0.115 0.632 0.122 0.791 0.131 0.949 0.145 1.107 0.165 1.265 0.200 1.423 0.281地基段cd的比降 x(m) 比降 0.065 0.110 0.131 0.101 0.196 0.095 0.261 0.091 0.327 0.087 0.392 0.084 0.457 0.082 0.52

19、3 0.080 0.588 0.078 0.653 0.076說明：a點(diǎn)為下游出溢點(diǎn)；b點(diǎn)為下游坡和下游水面線交點(diǎn)；c點(diǎn)為下游坡腳； d點(diǎn)在地基面上。abc段r以c點(diǎn)為原點(diǎn)，沿下游坡向上為正。cd段x以 c點(diǎn)為原點(diǎn)，下游水平方向?yàn)檎?）工況2-計(jì)算項(xiàng)目: 滲流問題公式法 2- 計(jì)算條件 土堤頂部寬度b = 8.800(m)土堤頂部高度h = 4.500(m)上游坡坡率1:m1 = 2.000下游坡坡率1:m2 = 3.000堤身滲透系數(shù)k = 0.005(m/d)上游水位h1 = 2.460(m)下游水位h2 = 0.500(m)水位下降速度 = 2.460（m/d）下降到的最低水位 = 0

20、.000（m）堤身土的給水度 = 0.002 最終計(jì)算結(jié)果 水位下降所需時(shí)間 = 1.00(天) 時(shí)間(天) 浸潤(rùn)線最高點(diǎn)h0(t)+h0(m) 上游坡出滲點(diǎn)高度he(t)(m) 0.20 2.310 1.614 x(m) y(m) 3.229 1.614 3.398 1.697 3.567 1.775 3.736 1.851 3.905 1.923 4.074 1.993 4.243 2.060 4.413 2.125 4.582 2.189 4.751 2.250 4.920 2.310 時(shí)間(天) 浸潤(rùn)線最高點(diǎn)h0(t)+h0(m) 上游坡出滲點(diǎn)高度he(t)(m) 0.40 2.160

21、 1.283 x(m) y(m) 2.566 1.283 2.801 1.396 3.037 1.500 3.272 1.598 3.508 1.689 3.743 1.777 3.978 1.860 4.214 1.939 4.449 2.016 4.685 2.089 4.920 2.160 時(shí)間(天) 浸潤(rùn)線最高點(diǎn)h0(t)+h0(m) 上游坡出滲點(diǎn)高度he(t)(m) 0.60 2.010 1.042 x(m) y(m) 2.084 1.042 2.368 1.175 2.651 1.295 2.935 1.405 3.219 1.506 3.502 1.601 3.786 1.691

22、 4.069 1.776 4.353 1.857 4.636 1.935 4.920 2.010 時(shí)間(天) 浸潤(rùn)線最高點(diǎn)h0(t)+h0(m) 上游坡出滲點(diǎn)高度he(t)(m) 0.80 1.860 0.850 x(m) y(m) 1.701 0.850 2.023 0.999 2.345 1.127 2.667 1.243 2.989 1.348 3.310 1.446 3.632 1.538 3.954 1.625 4.276 1.707 4.598 1.785 4.920 1.860 時(shí)間(天) 浸潤(rùn)線最高點(diǎn)h0(t)+h0(m) 上游坡出滲點(diǎn)高度he(t)(m) 1.00 1.711

23、 0.692 x(m) y(m) 1.384 0.692 1.738 0.851 2.091 0.984 2.445 1.101 2.798 1.207 3.152 1.305 3.506 1.395 3.859 1.480 4.213 1.561 4.566 1.637 4.920 1.7113.4 計(jì)算結(jié)果分析由以上計(jì)算可知，工況1時(shí)，背水坡的滲流出逸點(diǎn)的高度為0.56m，背水坡滲流出逸點(diǎn)比降為0.316，小于堤身土的允許滲透比降0.45；地基滲流出逸點(diǎn)比降為0.076，小于地基土的允許滲透比降0.50。故滲流穩(wěn)定是安全的。工況2的計(jì)算結(jié)果將作為穩(wěn)定計(jì)算和設(shè)置反濾排水的依據(jù)。4 抗滑穩(wěn)定計(jì)

24、算4.1 計(jì)算內(nèi)容1）海堤整體抗滑穩(wěn)定分析；2）擋土墻、防浪墻的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定分析及擋土墻的地基承載力計(jì)算。（具體見第5章介紹）4.2 計(jì)算工況海堤整體抗滑穩(wěn)定計(jì)算可分為正常運(yùn)用情況和非常運(yùn)用情況。各種情況下的計(jì)算工況及其臨海側(cè)、背海側(cè)水位組合可參考海堤設(shè)計(jì)導(dǎo)則表13.2.2選用，對(duì)照規(guī)范并結(jié)合本工程實(shí)際情況確定計(jì)算工況和相應(yīng)的水位組合如下。1）工況1：設(shè)計(jì)洪（潮）水位下的穩(wěn)定滲流期，背水坡（正常運(yùn)用情況）。水位組合：臨水側(cè)為設(shè)計(jì)洪（潮）水位2.46m，背水側(cè)按最低水位或無水，本工程按無水考慮。 2）工況2：設(shè)計(jì)高潮水位的降落期，臨水坡（正常運(yùn)用情況）。水位組合：臨水側(cè)從設(shè)計(jì)高潮水位2.46

25、m降至壓載平臺(tái)頂（堤前地面高程）0.0m，背水側(cè)按最高水位，水位取0.5m。3）工況3：施工期（非常運(yùn)用情況）。臨水坡，水位組合：臨水側(cè)水位至灘涂面-1.00m，背水側(cè)為最高水位，本工程按無水考慮；背水坡，水位組合：臨水側(cè)為施工期5年一遇高潮水位1.68m，背水側(cè)為最低水位或無水，本工程按無水考慮。4）工況4：地震（非常運(yùn)用情況），根據(jù)堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范1.0.7條規(guī)定，位于地震烈度7度及其以上地區(qū)的1級(jí)堤防工程，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；地震計(jì)算方法按水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（dl/t 5073-2000）執(zhí)行。臨水坡,水位組合：臨水側(cè)為平均潮水位0.00m，背水側(cè)為平均水位，本工程按無水

26、考慮；背水坡,水位組合：臨水側(cè)為設(shè)計(jì)潮水位0.00m，背水側(cè)為平均水位，本工程按無水考慮。4.3 計(jì)算過程4.3.1 計(jì)算斷面及地質(zhì)參數(shù)的選取本工程整治堤段總長(zhǎng)10.57km，計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)分段選取典型橫斷面進(jìn)行計(jì)算。本算例選取典型斷面（10+300處橫斷面）進(jìn)行計(jì)算。其地質(zhì)剖面采用對(duì)應(yīng)計(jì)算斷面處的鉆孔橫剖面圖。計(jì)算所采用的地質(zhì)參數(shù)采用地質(zhì)報(bào)告中本工程段的地質(zhì)參數(shù)建議值。施工期采用快剪指標(biāo)；穩(wěn)定滲流期采用慢剪指標(biāo)；水位降落期采用固結(jié)快剪指標(biāo)。具體地質(zhì)參數(shù)見表4-1。表4-1 土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)表（使用儀器為直剪儀）計(jì)算工況計(jì)算方法試驗(yàn)方法填土粉質(zhì)粘土淤泥施工期總應(yīng)力法快剪cu8.015.8

27、5.8u12.010.76.0穩(wěn)定滲流期有效應(yīng)力法慢剪c13.012.55.516.418.4812.3水位降落期總應(yīng)力法固結(jié)快剪ccu16.818.710.1cu18.419.016.44.3.2 計(jì)算方法參照海堤工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則附錄q，選取10+300典型斷面，采用瑞典圓弧滑動(dòng)法，利用北京理正軟件中邊坡穩(wěn)定計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式從略。4.3.3 計(jì)算過程1）工況1：設(shè)計(jì)洪（潮）水位下穩(wěn)定滲流期（土層強(qiáng)度采用有效應(yīng)力法慢剪指標(biāo)）-計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 1-計(jì)算簡(jiǎn)圖 10+300控制參數(shù): 采用規(guī)范:堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 計(jì)算工期:穩(wěn)定滲流期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算 滑裂面形狀: 圓弧

28、滑動(dòng)法 不考慮地震水面信息 采用有效應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 3 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (0.000,0.000) 壩坡外水位: 0.000(m) 水面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影(m) 1 3.000 0.500 2 5.000 0.500 3 15.000 0.960計(jì)算條件 圓弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí): 當(dāng)下滑力對(duì)待 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面 條分法的土條寬度: 1.000(m) 搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng): 1.000(m) 搜索時(shí)的半徑步長(zhǎng): 0.500(m)-計(jì)算結(jié)果:- 最不利滑動(dòng)

29、面: 滑動(dòng)圓心 = (4.800,7.389)(m) 滑動(dòng)半徑 = 16.840(m) 滑動(dòng)安全系數(shù) = 1.316 總的下滑力 = 525.273(kn) 總的抗滑力 = 691.328(kn) 土體部分下滑力 = 525.273(kn) 土體部分抗滑力 = 691.328(kn) 筋帶在滑弧切向產(chǎn)生的抗滑力 = 0.000(kn) 筋帶在滑弧法向產(chǎn)生的抗滑力=0.000(kn) 2）工況2：設(shè)計(jì)高潮水位降落期（土層強(qiáng)度采用總應(yīng)力法固結(jié)快剪指標(biāo)）-計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 2-計(jì)算簡(jiǎn)圖 10+300控制參數(shù): 采用規(guī)范:堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 計(jì)算工期:水位降落期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算

30、滑裂面形狀: 圓弧滑動(dòng)法 不考慮地震水面信息 采用總應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 6 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (15.000,1.000) 壩坡外水位: 1.000(m) 水面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影(m) 1 5.000 1.000 2 8.000 1.000 3 3.000 0.460 4 4.000 -0.460 5 8.000 -1.000 6 5.000 -0.500計(jì)算條件 圓弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí): 當(dāng)下滑力對(duì)待 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 指定圓心范圍搜索最危險(xiǎn)滑裂面 條分法的土條寬度: 1.

31、000(m) 搜索范圍最小x: 10.000(m), 搜索范圍最大x: 22.000(m) 搜索范圍最小y: 4.000(m) 搜索范圍最大y: 15.000(m) 搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng): 1.000(m) 搜索時(shí)的半徑步長(zhǎng): 0.500(m)-計(jì)算結(jié)果:- 最不利滑動(dòng)面: 滑動(dòng)圓心 = (19.000,8.000)(m) 滑動(dòng)半徑 = 13.446(m) 滑動(dòng)安全系數(shù) = 1.505 總的下滑力 = 427.083(kn) 總的抗滑力 = 642.601(kn) 土體部分下滑力 = 427.083(kn) 土體部分抗滑力 = 642.601(kn) 筋帶在滑弧切向產(chǎn)生的抗滑力 = 0.000(k

32、n) 筋帶在滑弧法向產(chǎn)生的抗滑力= 0.000(kn)3）工況3：施工期（土層強(qiáng)度采用總應(yīng)力法快剪指標(biāo)）臨水坡穩(wěn)定計(jì)算-計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 3-計(jì)算簡(jiǎn)圖 10+300控制參數(shù): 采用規(guī)范:堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 計(jì)算工期:施工期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算 滑裂面形狀: 圓弧滑動(dòng)法 不考慮地震水面信息 采用總應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 2 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (15.000,1.000) 壩坡外水位: 0.000(m) 水面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影(m) 1 10.000 0.200 2 10.000 0.300計(jì)算條件 圓

33、弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí): 當(dāng)下滑力對(duì)待 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 指定圓心范圍搜索最危險(xiǎn)滑裂面 條分法的土條寬度: 1.000(m) 搜索范圍最小x: 10.000(m), 搜索范圍最大x: 22.000(m) 搜索范圍最小y: 4.000(m) 搜索范圍最大y: 15.000(m) 搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng): 1.000(m) 搜索時(shí)的半徑步長(zhǎng): 0.500(m)-計(jì)算結(jié)果:- 最不利滑動(dòng)面: 滑動(dòng)圓心 = (21.000,9.000)(m) 滑動(dòng)半徑 = 14.477(m) 滑動(dòng)安全系數(shù) = 1.220 總的下滑力 = 456.284(kn) 總的抗滑力 = 556.7

34、98(kn) 土體部分下滑力 = 456.284(kn) 土體部分抗滑力 = 556.798(kn) 筋帶在滑弧切向產(chǎn)生的抗滑力 = 0.000(kn) 筋帶在滑弧法向產(chǎn)生的抗滑力= 0.000(kn)背水坡穩(wěn)定計(jì)算-計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 4-計(jì)算簡(jiǎn)圖 10+300控制參數(shù): 采用規(guī)范:堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 計(jì)算工期:施工期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算 滑裂面形狀: 圓弧滑動(dòng)法 不考慮地震水面信息 采用總應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 3 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (0.000,0.000) 壩坡外水位: -0.500(m) 水面線號(hào) 水平

35、投影(m) 豎直投影(m) 1 3.000 0.500 2 8.000 0.500 3 12.000 0.180計(jì)算條件 圓弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí): 當(dāng)下滑力對(duì)待 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面 條分法的土條寬度: 1.000(m) 搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng): 1.000(m) 搜索時(shí)的半徑步長(zhǎng): 0.500(m)-計(jì)算結(jié)果:- 最不利滑動(dòng)面: 滑動(dòng)圓心 = (3.200,6.259)(m) 滑動(dòng)半徑 = 12.228(m) 滑動(dòng)安全系數(shù) = 1.220 總的下滑力 = 422.529(kn) 總的抗滑力 = 515.597(kn) 土體部分下滑力 = 42

36、2.529(kn) 土體部分抗滑力 = 515.597(kn) 筋帶在滑弧切向產(chǎn)生的抗滑力 = 0.000(kn) 筋帶在滑弧法向產(chǎn)生的抗滑力= 0.000(kn)4）工況4：地震（土層強(qiáng)度采用總應(yīng)力法固結(jié)快剪指標(biāo)）臨水坡穩(wěn)定計(jì)算-計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 6-計(jì)算簡(jiǎn)圖控制參數(shù): 采用規(guī)范:堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 計(jì)算工期:水位降落期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算 滑裂面形狀: 圓弧滑動(dòng)法 地震烈度: 7 度 水平地震系數(shù): 0.100 地震作用綜合系數(shù): 0.250 地震作用重要性系數(shù): 1.000 地震力作用位置: 質(zhì)心處 水平加速度分布類型：矩形水面信息 采用總應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法

37、計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 2 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (15.000,1.000) 壩坡外水位: 1.000(m) 水面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影(m) 1 5.000 0.200 2 15.000 0.300計(jì)算條件 圓弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí): 當(dāng)下滑力對(duì)待 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 指定圓心范圍搜索最危險(xiǎn)滑裂面 條分法的土條寬度: 1.000(m) 搜索范圍最小x: 10.000(m), 搜索范圍最大x: 22.000(m) 搜索范圍最小y: 4.000(m) 搜索范圍最大y: 15.000(m) 搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng): 1.000(

38、m) 搜索時(shí)的半徑步長(zhǎng): 0.500(m)-計(jì)算結(jié)果:- 最不利滑動(dòng)面: 滑動(dòng)圓心 = (19.000,8.000)(m) 滑動(dòng)半徑 = 15.011(m) 滑動(dòng)安全系數(shù) = 1.525 總的下滑力 = 552.580(kn) 總的抗滑力 = 842.821(kn) 土體部分下滑力 = 552.580(kn) 土體部分抗滑力 = 842.821(kn) 筋帶在滑弧切向產(chǎn)生的抗滑力 = 0.000(kn) 筋帶在滑弧法向產(chǎn)生的抗滑力= 0.000(kn)背水坡穩(wěn)定計(jì)算-計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 7-計(jì)算簡(jiǎn)圖控制參數(shù): 采用規(guī)范:堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 計(jì)算工期:穩(wěn)定滲流期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算 滑裂面形狀: 圓弧滑動(dòng)法 地震烈度: 7 度 水平地震系數(shù): 0.100 地震作用綜合系數(shù): 0.250 地震作用重要性系數(shù): 1.000 地震力作用位置: 質(zhì)心處 水平加速度分布類型：矩形水面信息 采用有效應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 1 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (0.000,-0.500) 壩坡外水位: -0.500(m) 水面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影(m) 1 3.000 0.000計(jì)算條件 圓弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí): 當(dāng)下滑力對(duì)待 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 自