黄土区水库库岸稳定分析

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1、黄土区水库库岸稳定分析陈思明　杨秀娟（西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100）【摘　要】黄土区的水库岸坡失稳以塌岸形式居多，并且带来较大的危害。从岸坡临空面土体的土压力及水压力的角度对库岸失稳的机理进行分析，认为岸坡失稳的主要因素是水的作用，当水位骤降时，坡土体两侧的土压力和水压力平衡现象被打破，进而导致了塌岸现象的出现。.jyqk3，最大塌宽达650m，造成105个村庄3.8万人迁移[4]。汾河水库，由于库区黄土岸坡坍塌严重，导致泥沙直接入库，加上上游侵蚀来沙，致使库容已淤积3.3亿m3，占拦沙库

2、容的95.68%，现存的库容仅为初建时的一半[5]。库区塌岸不仅损毁了大片的耕地，造成水体污染，并直接影响到周边居民的生活、生产安全，并带来巨大损失。2　库区塌岸的影响因素影响水库库岸变形的因素主要有地层岩性、岸坡形态及结构、波浪作用和淤积作用四方面[3]。黄土区的地层中常有成层分布的钙质结核层、钙化层和超压密土层，有的岸坡底部还有砂卵石层和基岩出露，这些区域的库岸稳定性一般较好，有时仅出现局部小型崩塌和剥落[6]。对岸坡稳定起决定性作用的是岸坡的结构形态，岸坡越高，坡度越陡，塌岸越严重。而水库淤积，加快了浅滩的形成

3、，抑制了塌岸的发展。黄土区中小型水库多位于山间峡谷，风速小，水库弯道多，吹程较小，故风浪作用一般较小，其工作水位变化幅度不大，一般工作水位较稳定，而且水库蓄水后水深较小，多数水库浸泡的岸边范围仅相当于山坡的坡脚部分，因此引起大型滑坡的可能性较小[7]，但是因为水库蓄水引发的塌岸现象对水库的安全运行和水土保持构成了较大威胁。3　水位变化对库岸土体应力状态的影响库岸的稳定性取决于岸坡土体的强度及结构面。水库蓄水及运行过程中，黄土岸坡中的地下水位发生变化，导致土体中的自，重应力、总应力发生变化。（1）当土体处于地下水位以上

4、时，土体处于非饱和状态或者干燥状态（见图1），此时土体的自重应力可表示为：式中：σz为土体的自重应力，γ为土体天然状态下的重度，z为土体距地表的深度。此时岸坡处临空面上土体的水平应力为：式中：σx为土体的侧向应力，k0为土体的静止侧压力系数，一般在0.5~1.0之间。此时岸坡土体在自身粘聚力和摩擦角的作用下保持稳定。（2）当水库蓄水，岸坡土体处于地下水位以下，静水状态（见图2，土中地下水位简化成直线）。水压力呈三角形分布，底部处水压力为：对比E和E].石家庄:河北教育出版社,2003.［2］刘东生.黄土与环境[M].

5、北京:科学出版社,1985.［3］濮声荣.黄土地区水库岸坡变形[J].人民黄河,1983,5:2-5.［4］聂瑞林,韩宗泱,郎旭东.浅谈黄土区水库塌岸的防治问题[J].中国水土保持,1995,12:35-37.［5］聂兴山,贾志军,许国平,等.汾河水库库区塌岸防护探讨[J].山西水土保持科技,2003,4:28-29.［6］樊晓明.黄土地区水库库岸失稳机理探讨[J].陕西水利,2008,3:71-72.［7］崔中兴,柴军瑞,仵彦卿.西北地区水库黄土库岸稳定分析[J].水土保持通报,2004,24（1）:26-28.［

6、责任编辑：刘展］