1、西华大学能源与动力工程学院上机实验报告西华大学上机实验报告课程名称：水工建筑物（2） 年级/专业：水利水电工程 实验成绩：指导教师： 姓名： 实验日期：实验名称：坝坡（或边坡）稳定分析软件应用 学号： 实验学时： 4一、实验目的1.通过实验，掌握一种工程实践中常用的坝坡（或边坡）稳定分析软件的应用方法。2.熟悉坝坡（或边坡）稳定分析步骤，判断坝坡（或边坡）的稳定性，并得出其稳定安全系数。3.掌握各种参数对坝坡（或边坡）稳定性的影响，以便于今后的设计或施工工作中更好地进行稳定控制，保证坝坡（或边坡）的安全。二、实验内容或设计思想根据指导老师提供的面板堆石坝或土石坝相关工程资料，应用理正边坡软件对
2、坝坡进行稳定分析验证，并对实验结果进行分析。三、实验环境与工具实验平台：Windows 系统操作平台。软件：理正、AutoCAD。四、实验过程或实验数据1.工程名称：湖北小溪口工程坝体下游边坡稳定分析。2.坝型：面板堆石坝3.坝体标准剖面图（经镜像处理后）西华大学能源与动力工程学院上机实验报告4.坝体分区简述根据坝体标准剖面，从上游到下游依次分为混凝土面板、垫层、过渡层、堆石区、下游护坡、堆石排水棱体等。垫层料位于混凝土面板下面，根据面板坝对垫层料的要求：半透水性、高渗透稳定（并有自愈功能）、低压缩性、高抗剪强度及对细砂起反滤作用，设计垫层料水平宽度为 3m。垫层料应为连续级配，最大粒径为 7
3、5mm，小于5mm 含量占 30%40%。垫层料是经过两种方式获得的：其一，由河床天然砂砾石掺 20%人工砂所得；其二，料场石料经加工，并适当掺配而得。现场试验证明，这两种方式所得到的垫层料其压实干容重 23kn/m3,孔隙率 15%，渗透系数 0.001cm/s。过渡料水平宽为 3m，垫层料与过渡料以相同厚度平起并同时碾压。为保证过渡料的反滤作用，确保各接触面的施工质量，必须按先铺粗料，清理合格后再铺细料的顺序施工。垫层料和过渡料接触界面上大于 300mm 颗粒必须清除。主堆石对面板起支撑作用，因此要求具有足够的密度和必要的变形模量，以减少其变形量。铺层厚度 0.81.0m，最大粒径 600
4、mm，5mm 含量 10%15%，填筑干密度 21.5kn/m3,孔隙率 23%。5.详细记录实验过程内容，以及操作过程中出现的问题及解决方法。(1). 软件安装。安装了 2013 版 AutoCAD 和理正岩土计算软件。(2). 熟悉工程资料。根据老师提供的资料，熟读资料，了解工程构造，熟悉工程数据等。(3). 绘制工程断面 CAD 图。根据老师提供的工程资料，运用 AutoCAD2013 版绘制工程断面 CAD 图。在此做到数据、比例等与资料完全相同，要特别注意各土层的分界线必须绘制完整。(4). 完成工程断面 DXF 图的绘制。将以上绘制的工程断面 CAD 图保存为 DXF 格式的文件。
5、西华大学能源与动力工程学院上机实验报告(5). 导入 DXF 图。打开理正岩土计算软件，并导入 DXF 图。将 DXF 图导入软件时，坡面线起始点号和坡面线段数一定要输入正确。(6). 将 DXF 图导入后，在“辅助功能”里进行“镜像”，并保存文档，然后再读取此文档进行分析。(7). 结合实际工程参数设置基本参数、设置坡面参数、设置土层参数、设置渗流参数。1、面板堆石坝各个分区的压实后天然容重一般在 2022.5KN/m3，垫层区的容重一般大于过渡区，主堆石区容重略小于过渡区，主堆石区容重一般又大于次堆石区。2、浸润线以下的饱和容重一般比其天然容重要大 1.52KN/m3。3、各分区的内摩擦角
6、一般在 3546左右。4、一般垫层、过渡层、主堆石区的凝聚力 C 值取 C=010kpa，次堆石区的凝聚力 C视填料性质一般取 C=10150kpa。(8). 结果分析。4、 6.详细记录程序操作步骤、数据及过程。（一）：湖北小溪口工程坝体横剖面 cad 图（二）：另存为 dxf 文件西华大学能源与动力工程学院上机实验报告（三）：将 dxf 文件导入软件（四）：基本参数设置西华大学能源与动力工程学院上机实验报告（五）：坡面参数设置（六）：土层参数设置西华大学能源与动力工程学院上机实验报告（七）：水面参数设置：7.记录程序运行的结果。（1）图西华大学能源与动力工程学院上机实验报告（2）计算结果-
7、计算项目： 复杂土层土坡稳定计算 16-计算简图控制参数:采用规范: 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)计算工期: 稳定渗流期计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 折线形滑面不考虑地震坡面信息坡面线段数 6坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 163.220 0.000 02 25.740 19.800 03 3.000 0.000 04 63.310 48.700 05 0.400 0.000 1超载 1 距离 0.010(m) 宽 0.400(m) 荷载(17.64-17.64kPa) 270.00(度)6 7.600 0.000 1超载 1 距离 0.200(m)
8、 宽 7.600(m) 荷载(17.64-17.64kPa) 270.00(度)土层信息坡面节点数 7编号 X(m) Y(m)0 0.000 0.000-1 163.220 0.000-2 188.960 19.800-3 191.960 19.800-4 255.270 68.500-5 255.670 68.500-6 263.270 68.500附加节点数 21编号 X(m) Y(m)1 0.000 -135.5082 498.449 -135.5083 498.449 0.0004 359.170 0.0005 358.771 0.0006 355.771 0.0007 352.771
9、 0.0008 188.960 0.000西华大学能源与动力工程学院上机实验报告9 163.620 0.00010 188.960 19.80011 188.840 19.40012 191.840 19.40013 192.360 19.80014 255.670 68.50015 255.271 68.50016 191.960 19.80017 203.810 19.80018 256.870 68.50019 259.870 68.50020 262.870 68.50021 263.271 68.500不同土性区域数 7区号 重度 饱和重度 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 十字
10、板 强度增 十字板 水 强度增长系 全孔压 节点编号(kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数 下值(kPa) 数水下值 系数1 18.000 20.000 10.000 38.000 7.000 35.000 - - - - - (-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,)2 18.000 20.000 10.000 38.000 7.000 35.000 - - - - - (10,-1,9,11,12,13,14,15,16,)3 20.500 22.000 25.000 45.000 20.000 41.000 - - - -
11、 - (11,9,8,17,13,12,)4 22.000 23.000 10.000 40.000 8.000 37.000 - - - - - (18,7,6,19,)5 21.500 23.000 10.000 42.000 9.000 39.000 - - - - - (7,18,14,13,17,8,)6 23.000 23.000 10.000 44.000 8.000 40.000 - - - - - (19,6,5,20,)7 18.000 20.000 10.000 38.000 7.500 36.000 - - - - - (20,5,4,21,)水面信息采用有效应力法孔隙
12、水压力采用近似方法计算不考虑渗透力作用考虑边坡外侧静水压力水面线段数 6 水面线起始点坐标: (252.000,65.000)坝坡外水位: 20.000(m)水面线号 水平投影(m) 竖直投影(m)1 1.000 0.5002 2.000 1.0003 3.000 1.0004 4.000 1.000西华大学能源与动力工程学院上机实验报告5 5.000 1.0006 6.000 0.500计算条件稳定计算目标: 自动搜索最危险滑面稳定分析方法: 简化 Janbu 法土条宽度(m): 1.000非线性方程求解容许误差: 0.00001方程求解允许的最大迭代次数: 50搜索有效滑面数: 300起始
13、段夹角上限(度): 5起始段夹角下限(度): 45段长最小值(m): 22.833段长最大值(m): 45.667出口点起始 x 坐标(m): -68.500出口点结束 x 坐标(m): 255.270入口点起始 x 坐标(m): 0.000入口点结束 x 坐标(m): 263.270-计算结果:-滑动安全系数 = 1.345最危险滑裂面线段标号 起始坐标(m,m) 终止坐标(m,m)1 (191.966,19.804) (216.852,28.245)2 (216.852,28.245) (252.533,53.549)3 (252.533,53.549) (263.285,68.500)8
14、.实验结果分析。由该工程资料知该工程为三级工程，查 SL274-2001 知：正常运行下的安全系数为 1.30,。故此次计算结果为安全（1.3451.30）。五、总结1.思考题 (1). 坡面起始点号和坡面线段数变化后，导入的工程断面 DXF 图会有什么不同？答：起始点号改变引起计算器是未知变化，破面线段数变化引起计算段改变。所得计算结果和计算位置不符。 (2). 计算工况改变后，各参数设置时会有什么变化？答：可能引起同一位置重度，粘聚力，和内摩擦角不同，设置参数时以浸润线为准，浸润线以上是干重度，以下是饱和重度。西华大学能源与动力工程学院上机实验报告(3). 上下滑点的位置可以判断导入的 DXF 图是否正确吗？答：可以判断导入的 DXF 图是否正确。2.总结上机的心得体会及收获。答：通过本次上机实验，了解了如何使用理正软件分析堆石坝边坡稳定。通过这次实验，我也发现自己对于理正的某些命令的应用存在一些问题。
