远盛水工 土质边坡渗流、稳定分析系统用户手册

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1、土质边坡渗流、稳定分析系统用户使用手册（V1.0测试版）中国水利水电科学研究院长沙远盛科技有限公司2013-08一、功能概述本系统分为三部分：前处理、核心计算、后处理。目标为：用户能应用该系统对土质边坡渗流、稳定分析项目进行建模，快捷地输入边坡参数、水位、材料信息、震级等各项计算参数；系统半自动、自动进行单元网格划分；系统进行土质边坡或土坝渗流计算，稳定分析；系统自动生成设计报告并批量生成设计成果图。二、编制原理1编制依据（1）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）（2）《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）（3）《堤防工程设计规范》（GB50

2、286-98）（4）《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)（5）《碾压式土石坝设计规范》（DL/T5395-2007）（6）《渗流计算原理及应用》顾慰慈编著中国建材工业出版社2000.08（7）《渗流数值计算与程序应用》毛昶熙段祥宝主编河海大学出版社1999.01（8）《土质边坡稳定分析--原理.方法.程序》陈祖煜著中国水利水电出版社2003年2计算参数采用的单位该系统中如无特别说明，高程、几何尺寸的单位均为米；力的单位为kN；弯矩单位为kN·m；材料容重的单位为kN/m3；应力的单位为kN/m2。3坐标系x轴以水平指向坝体下游为正；y轴以竖直向上为正；转角以x

3、轴正方向为起点，逆时针为正。进行应力、稳定分析时，取坝体纵向单位长度的坝段为计算单元进行分析。4波浪爬高计算4.1年最大风速年最大风速系指水面上空10m高度处10min平均风速的年最大值；对于水面上空z（m）处的风速，应乘以表2.4-1中的修正系数Kz后采用。陆地测站的风速，应参照有关资料进行修正。表2.4-1风速高度修正系数441.1风区长度（有效吹程）按下列情况确定：1）当沿风向两侧的水域较宽时，可采用计算点至对岸的直线距离；2）当沿风向有局部缩窄且缩窄处的宽度b小于12倍计算波长时，可采用5倍b为风区长度，同时不小于计算点至缩窄处的直线距离；3）当沿风向两侧的水域较

4、狭窄或水域形状不规则、或有岛屿等障碍物时，可自计算点逆风向做主射线与水域边界相交，然后在主射线两侧每隔7.5°做一条射线，分别与水域边界相交。如图2.4-1所示，记D0为计算点沿主射线方向至对岸的距离，Di为计算点沿第i条射线至对岸的距离，αi为第i条射线与主射线的夹角，αi=7.5i(一般取i=±1、±2、±3、±4、±5、±6)，同时令α0=0,则等效风区长度D可按下式计算：（2.4-1）图2.4-1等效风区长度计算示意1.2风区内的水域平均深度风区内的水域平均深度一般可通过沿风向作出地形剖面图求得，其计算水位应与相应设计状况下的静水位一致。1.3波浪要素计算1．宜根

5、据拟建水库的具体条件，按下述三种情况计算波浪要素：1）平原、滨海地区水库，宜按莆田试验站公式计算：（2.4-2）（2.4-3）式中：hm——平均波高，m；Tm——平均波周期，s；44W——计算风速，m/s；D——风区长度，m；Hm——水域平均水深，m；g——重力加速度，9.81m/s2。2）丘陵、平原地区水库，宜按鹤地水库公式计算（适用于库水较深、W＜26.5m/s及D＜7.5km）：（2.4-4）（2.4-5）式中：h2%——累积频率为2%的波高，m；Lm——平均波长，m。3）内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于W＜20m/s及D＜20km）：（2.4-6）（2.

6、4-7）式中：h——当gD/W2=20～250时，为累积频率5%的波高h5%；当gD/W2=250～1000时，为累积频率10%的波高h10%。2．累积频率为P（%）的波高hp与平均波高的关系可按表2.4-2进行换算。表2.4-2累积频率为P（%）的波高与平均波高的比值3．有效波高hs可取累积频率为14%的波高h14%。4．风壅水面高度可按下式计算：（2.4-8）式中e——计算点的风壅水面高度，m；K——综合摩阻系数，可取K＝3.6×10-6；W——设计风速，按计算波浪的风速确定；D——风区长度，m；β——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角，度。5．设计波浪爬高值应根据工程等

7、级确定，1级、2级和3级坝采用44累积频率为1%的爬高值R1%，4级和5级坝采用累积频率为5%的爬高值R5%。6．正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按式2.4-9、式2.4-10或有关规定计算：1）当m＝1.5～5.0时，可按下式计算：（2.4-9）式中：Rm——平均波浪爬高，m；K△——斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型按表2.4-3确定；Kw——经验系数，根据表2.4-4确定；2）当m≤1.25时，可按下式计算：(2.4-10)式中R0--无风情况下，光滑不透水护面(K△＝1)、hm＝1m时的爬高值(m)，可按表2.4-5