复杂条件下膨胀土边坡渗流和稳定性分析

2005年第2期　　　　　　　　　　　　勘　察　科　学　技　术　　　　　　　　　　　　　　　　　15

基于GEO2SLOPE的

土石坝应力场─渗流场耦合分析

刘万忠　周志芳

(河海大学土木工程学院　南京市　210098)

提要　运用GEO2SLOPE的全耦合分析功能对瀑布沟水电站高土石坝应力场─渗流场进行了耦合分析,求解了坝体、坝基深厚覆盖层的水平及垂直向位移分布,同时给出了相应的渗流场分布,分析得到了孔隙水压力随时间的消散情况,最后预测了不同时段通过坝基的渗流量。关键词　土石坝　深厚覆盖层　应力场　渗流场　耦合

CouplingAnalysisofStressField─SeepageFieldinEarth2rockfillDamBasedonGEO2SLOPE

LiuWanzhong　Zhou(CollegeofCivil)

Abstract　isusedtoanalyzethestressfield─seepagefieldin,hydroelectricpowerstation.Bythiscouplinganalysis,horizontalandverticalheadsofseepagefieldareresolvedindambody,deepandthickoverburdenlayeronbasisofthedam.Thechangeofpore2waterpressureisshowedwithtime.Finally,seepagefluxesofalltimestepsarepredictedinbasisofdam.

Keywords　earth2rockfilldam;deepandthickoverburdenlayer;stressfield;seepagefield;coupling

1　前言

水电工程中,坝区应力场与渗流场耦合分析越来越受到关注。坝区应力场和渗流场是不可分割的整体,将两场联系起来进行分析,更能突现坝区应力

分布、坝体坝基变形以及孔隙水压力的变化,从而更确切地反映坝区的场动态演化。

GEO2SLOPE具全耦合分析功能,即求解土体应力应变与孔隙水压力的变化是同步进行的。应力应变通过SIGMA/W模块求解,孔隙水压力的变化通过SEEP/W求解。本文应用GEO2SLOPE软件对瀑布沟水电站心墙堆石坝应力场

—渗流场进行了耦合分析,对坝体、坝基的应力应变及孔隙水压力消散情况进行了探讨,并预测了坝基渗流量,为工程建设提供了参考依据。

作者简介:刘万忠,男,1979年生,硕士生,主要从事岩土体渗流计算。收稿日期:2004-09-20

2　工程概况

拟建瀑布沟水电站工程位于四川省西部大渡河中游汉源县和甘洛县接壤处,是一座以发电为主,兼漂木等综合效益的水利工程。大坝采用碎石土心墙堆石坝坝型,最大坝高18610m,水库正常蓄水位85010m。

坝体分堆石区、过渡区、反滤区以及碎石心墙区,下游堆石区及过渡区。底部设水平反滤层。各区材料均来自坝址区周边料场。在考虑了料场开采经济、运输方便的基础上,碎石土心墙料选用了深启低及黑马Ⅰ区料场花岗岩碎石;坝壳填筑料、混凝土料及反滤料来自坝址附近卡尔沟和加里俄岬两处花岗岩体,岩体各项指标均满足要求。防渗粘土料结构密实,粘粒含量3818%～5015%,塑性指数1718～2810,天然含水量11143%～21127%,基本技术指标

均满足要求。