基于Geo-studio软件的山谷水力贮灰场坝体渗流稳定性分析.pdf

口袁多亮李学锋
西南电力设计院四川· 成都
摘要:采用达西定律和极限平衡理论,利用软件对某山谷水力贮灰场坝体进行渗流稳定分析。计
算分析结果表明灰渣坝体随着子坝级数的增加,坝体抗滑稳定性随着降低;增加灰场坝前灰渣干滩长度,可以有
效提高坝体的抗滑稳定性,且其对抗滑稳定性的影响程度远超过坝体加高对抗滑稳定性的影响;坝体排水反滤
层及防渗膜的完好特别是初期坝的是坝体安全的重要保障。
关键词:灰场渗流抗滑稳定浸润线灰渣子坝
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:·
前言不透水边界:。掰
某电厂马家沟灰场,为山谷水力贮灰场,于年建成, ——
锄
初期坝为石渣坝,坝顶标高.,坝高约,灰场原设计在浸润边界上:/一甜,、
规划为在初期坝上根据运行需要加级石渣子坝,每级石渣/ ,一
者
子坝高,灰场坝体总高约,灰场设计级别为二级,地
.坝体抗滑稳定性计算原理
震设防烈度为度。由于灰渣筑坝技术不断成熟,且灰渣筑
参照《火力发电厂灰渣筑坝设计规范》/
坝具有较好经济性好和环保性,灰场运行至今为在初期坝的要求,坝体稳定分析采用瑞典圆弧滑动法。这种方法计算比
基础上加高了三级灰渣子坝,每级子坝高.,且后续规划
较简单,虽然理论上存在不足,而且对有些情况甚至可能给出
再加级灰渣子坝,每级坝高。灰场现状及后续运行规划不合理的结果,但是这一方法的应用已有近年的历史,积
与原设计规划有较大出入。为保证灰场坝体安全,确保灰场累了丰富的工程经验,因此在工程上仍然被广泛采用。
安全运行,进行现状及灰场后续规划子坝加高的灰场坝体渗瑞典圆弧滑动法的基础是假定潜在的滑动面为圆弧,滑
流稳定性分析。动面内的土体视为理想塑性体,稳定分析是在坝体或地基土
/ 和/ 。作为平面问题处理,分析这
有限公司开发—系列软件。/ 软件采用有
些圆弧内土体绕圆心转动的稳定性,具体计算时为了方便,通
限元分析的方法,可以模拟任何复杂的孔隙介质材料土体、岩
常采用条分法。对于滑动土体中渗流水压力对坝坡稳定的影
体渗流问题,可以计算饱和和非饱和渗流、稳定和非稳定渗流,
响一般采用“等值力矩法”计算。土体破裂面上抗剪强度按照
可以考虑坝体材料的各向异性。/ 是以极限平衡法为
强度准则。
计算原理,专门用来进行边坡稳定分析的,它嵌套了,
瑞典圆弧条分法计算坝坡稳定安全系数的表达式为:
,,,和分析方法。
本文基于这两款软件对该灰场坝体进行渗流稳定性分析。¨,』】∑, 公式
计算原理∑,¨。, ,
.坝体渗流计算原理式中
渗流计算依据的基本定律是达西定律,表达式为: ;, 为滑裂面上土体的粘结力与内摩擦角为有效应力指
· 公式标;
式中,是断面流速,是材料的渗透系数,是水力坡降。;为土条宽度;
对于二维平面稳定渗流,控制方程为: 为滑裂面的长度;
.,,分别为土体的天然容重,浮容重和饱和容重:
嚣晏七: 公式..,, 分别为第土条中浸润线以上、浸润线与下游水
位之间和下游水位以下土条的高度:
式中,、是,方向的渗透系数,是总水头。当材
;为第土条滑弧面中心和瞬时滑弧圆心连线与垂线之