程玉宁
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摘 要:在城市防洪工程中,边坡稳定对水利工程安全至关重要,本文通过结合某城市防洪工程实例,对边坡稳定分析计算进行研究。
关键词:边坡稳定;防洪工程;简化毕肖普(Bishop)条分法
近年来,我国水利事业得到了大力发展,工程安全问题在各水利项目中占据至关重要的地位,其中,边坡稳定是水利工程稳定是工程安全中重要的一环,是进一步发挥其效益必要条件。本文结合某城市防洪工程实例对边坡稳定分析计算所涉及的计算工况、计算安全系数选取、计算荷载分析及整体稳定分析进行了实例研究。
1工程基本情况
1.1水文资料
本工程水文分析主要参证站为该地区水文站,经计算,该流域20年一遇洪峰流量为16300m3/s,多年平均流量为538 m3/s。拟稳定分析断面的设计洪水位为27.32m(P=5%),多年平均水位分别为8.60m。
1.2工程地质特征资料
根据勘察,堤基沿线覆盖层为第四系人工填土层(Q S 4)、第四系河流冲洪积层(Qapl 4)、一级阶地冲积层(Q al 4);残坡积层(Q edl 4)下伏基岩为寒武系黄洞口组砂岩(?h3)、燕山早期花岗闪长岩(γδ 2 5)。具体各岩土层的物理力学性质指标详见表1.2-1。
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2工程措施方案
本次工程设计堤防采用土堤型式,堤顶路面宽5m,堤顶迎水面设防浪墙,堤防迎水面坡比为1:2,背水面坡比为1:1.5。边坡采用草皮护坡、框格草皮护坡、绿滨垫护坡等多种型式护坡相结合的防护型式,并在坡脚设置固滨笼挡墙护脚。
3稳定计算分析
3.1计算理论
本次边坡稳定采用简化毕肖普(Bishop)条分法计算[1]。计算以P=5%的设计洪水位计算,荷截组合考虑:结构自重、水重、回填土石重、静水压力、扬压力、浪压力、土压力、汽车荷载、路面荷载等不同工况下的荷载组合。
根据相关规范,边坡稳定分析主要计算内容包括各计算工况抗滑安全系数、滑动半径和圆心的计算。
3.2计算工况及安全系数
堤防选择三种不利的工况[1],为本次稳定计算的条件,即:
工况一:土堤设计洪水位下稳定渗流期背水侧堤坡(设计工况);
工况二:设计洪水位骤降期从设计洪水位(P=5%)降到多年平均水位的临水侧堤坡(退水工况);
工况三:施工下临水侧及背水侧堤坡(施工工况)。
安全系数:土堤抗滑稳定安全系数正常运用条件:≥1.25(4级),非常运用条件:≥1.15(4级)[2]。
3.3计算成果与分析
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从表中可以得出挡墙在各工况下均满足规范要求。
4结语
边坡稳定对水利工程安全至关重要,对于水利工程,在设计过程中一定要对其进行稳定分析计算。
参考文献:
[1]GB 50286-2013,堤防工程设计规范[S].
[2]SL386-2007,水利水电工程边坡设计规范[S].