摘 要

Abstarct 6

第一章 绪论 7

1.1 研究背景及理论意义 7

1.2 国内外研究现状 7

1.3 本文的研究内容和技术路线 10

1.3.1 研究内容 10

1.3.2 技术路线图 11

第二章 堤防渗流稳定性计算分析 12

2.1 渗流的基本理论 12

2.1.1 渗流的基本概念 12

2.1.2 渗流的基本定律 12

2.1.3 定界条件与定界参数 14

2.2 堤防稳定性分析 16

2.2.1边坡稳定性的概述 16

2.2.2最小安全系数的确定 17

2.2.3 极限平衡法的介绍 18

2.3 Geo-studio软件的简介 20

第三章 沙公高速跨越堤防渗流稳定性分析 22

3.1 沙公高速工程地质概况 22

3.2 沙公高速跨越堤防渗流计算 24

3.3 沙公高速跨越堤防渗流稳定性计算工况 27

3.4沙公高速跨越堤防渗流稳定性计算结果 28

第四章 结论 31

参考文献 32

致谢 34

摘要

水利工程中长期以来研究的一个极其重要的研究课题就是堤防的渗流计算与边坡稳定分析。广泛采用堤防的原因是因为其具有就地取材、造价低、结构简单、对自然条件的适应性强、抗震性好、工作可靠、工作寿命长以及施工管理简便等优点。在它的发展过程中已经积累了大量的分析计算方法和工程技术经验。但是因为渗流的原因，其引起的滑坡、渗透的堤防失事事故仍然频频发生，为了保证堤防的安全运行，关键是要合理、正确地分析堤防渗流与边坡稳定分析。文中介绍了渗流的基本理论和用极限平衡法来分析边坡的稳定性。从影响渗流和边坡稳定的因素出发，根据渗流和边坡稳定分析的基本理论和基本方法，建立了二维堤防渗流和边坡稳定的分析模型。

以沙公高速跨越堤防为研究的典型实例，运用Geo-studio分析软件中的Seep/w模块分析了堤防渗流场、浸润线位置，可知桥墩修建前后，堤防的渗流场差距甚小，等水头线在桥墩修建前后相差不大，等水压线分布平顺，堤防内的自由面降落缓慢。最大水力坡降为0.292，位于最上的填土层，小于其允许渗透坡降0.50。因此，修建桥墩后，该土层满足渗透稳定的要求。依据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），2级堤防土坡抗滑稳定性不小于1.25。通过计算得出，稳定渗流工况下，滑块向堤内侧滑动，安全系数为Fs=2.472。水位骤降工况下，滑块向临水侧滑动，第一天、第三天、第六天的安全系数Fs分别为2.561、2.479、2.409。冲刷工况下，滑块向临水侧滑动，安全系数为Fs=2.623。三种工况下安全系数满足《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）规定的不小于1.25要求。因此建设桥梁前后，沙公高速跨越提防满足抗滑稳定性要求，堤防是安全可靠的。

关键词：堤防； 必要性； 渗流分析； 边坡稳定； 安全系数；

Abstarct

Dike seepage and slope stability analysis is hydraulic engineering has long been an extremely important issue, because beware of having local materials, low cost, simple structure, strong adaptability to natural conditions, resistance to shock, reliable, working life long and the advantages of simple construction management is widely preclude the use. In the course of its development has accumulated a great deal of analysis and calculation methods and engineering experience, but the dike crash accidents, due to landslides caused by seepage, infiltration and sabotage is particularly serious, so reasonable, correct analysis of seepage and embankment slope stability analysis It is to ensure the safe operation of critical dike. This paper reviews the development process of percolation theory and the theory of the slope from the seepage and slope stability factors influencing starting, basic theory and method of seepage and slope stability analysis based on the continuity equation gives the seepage stability analysis, • Differential and limit equilibrium method, the establishment of a two-dimensional model of seepage and slope stability analysis.

In sand public high speed across the embankment for the study of a typical example of the use of Geo-studio analysis software Seep / w module analyzes the seepage field in dikes, infiltration line position, it is found around the bridge pier construction, seepage field gap dike very small, and so the head line Before and after the construction of piers or less, and so the distribution pressure line smooth, free surface within the embankment landing slowly. The maximum hydraulic gradient of 0.292, located at the top of the fill soil, which allows the hydraulic gradient of less than 0.50. Therefore, after the construction of the pier, which penetrate the soil to meet stability requirements. Based on "dike design specifications" (GB50286-2013), Level 2 embankment slope stability against sliding of not less than 1.25. Calculated that, under steady seepage, embankment slide the slider to the inside, with a safety factor Fs = 2.472. Rapid drawdown conditions, slide to the side near the water slide, the first day of the third day, the sixth day of the safety factor Fs were 2.561,2.479,2.409. Scour conditions, the slider to the waterfront side of the sliding safety factor Fs = 2.623. Three kinds of conditions to meet the safety factor "dike design specifications" (GB50286-2013) provisions of not less than 1.25 requirements. So before and after the construction of bridges, high-speed sand across the public to beware of sliding stability to meet the requirements, the dike is safe and reliable.

第一章 绪论

1.1 研究背景

自从我国改革开放以来，经济迅速腾飞，随之带动的基础设施建设也越来越庞大，各种大型基础设施应运时代的潮流而生。而在基础设施建设的过程中，高速公路的建设成了带动我国经济迅速发展的一个不可缺少的组成部分。在高速公路的建设过程中，需要穿越地质条件比较复杂的区域，例如山体、江河、湖泊等，所以需要建设大型桥梁来贯穿全线。在设计桥梁的过程中，主要注意对原始地貌的保护，例如穿过山体建设隧道需要保证山体的稳定性，保证隧道内部不会发生垮塌。同样，在桥梁跨越江河流域时，对于已经修建好的堤防的影响也应该引起我们足够的重视。

桥梁建设前后，势必会影响堤防岸坡的渗流的分布特征。渗流是造成江河湖泊堤防出现溃决的一个重要的因素，由不稳定渗流引起的边坡不稳定并且造成边坡滑坡事故的事件频频发生。根据查阅资料统计，大约约90%的自然边坡以及人工岸坡的滑坡事故是跟渗流有关^【1】，容易造成滑坡事故的主要因素有由于降雨引起的水位变化和水位骤降以及由于建设桥墩后引起的冲刷情况。所以在我们研究的过程中，我们必须明白研究渗流现象所造成的后果，以及在渗流是否是稳定的情况下对堤防岸坡稳定性的影响。渗透破坏主要体现在两个方面，即管涌和滑坡，这是从整体与局部上区分的。由于我国的经济迅速发展，建设的桥梁也越来越多，桥梁跨越堤防的渗流稳定分析也需要引起我们足够的重视。1998年，我国长江流域发生了严重的洪水灾害，中游段的堤防多处发生溃决问题，给人民的生命以及财产安全带来了严重的危害。历史上，我国的黄河流域也多次发生大规模的决口事故，造成大量的人员伤亡以及财产损失，可见堤防安全是一项十分重要的工作，在堤防之上建设桥梁，也更需要我们慎之又慎。研究跨越堤防前后的渗流场的特征分布，求得浸润线的位置以及压力线的分布，通过对它们的对比，发现建设桥梁前后渗流情况是否发生变化。然后再就算分析危险滑移面，计算分析沙公高速跨越堤防的稳定性。