西华大学上机实验报告
一、实验目的
1.通过上机实验，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。
四、实验过程或实验数据
4.1.工程名称：浙江横山扩建工程坝体下游边坡稳定分析。
4.2.坝型：薄黏土心墙砂砾石坝
4.3.坝体标准剖面图（经镜像处理后）
4.4.坝体分区简述
4.5.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。
4.5.1软件安装。
安装了2007版AOTOCAD和理正岩土计算软件。
4.5.2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。
4.5.3绘制工程断面CAD图。
根据老师提供的工程资料，运用AOTOCAD2007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。
4.5.4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。
4.5.5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。
注意事项：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20～22.5KN/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1.5～2KN/m3。
3、各分区的内摩擦角一般在35°～46°左右。一般垫层、过渡层、主堆石区的凝聚
力C值取C=0~10kpa，次堆石区的凝聚力C视填料性质一般取C=10～150kpa。
4.6详细记录程序操作步骤、数据及过程。
4.6.1浙江横山扩建工程坝体横剖面cad图并存为DXF文件
4.6.2将dxf文件导入软件
4.6.3 基本参数设置
4.6.4坡面参数设置
4.6.5土层参数设置
4.6.6：水面参数设置：
4.6.7.记录程序运行的结果。
计算项目： 复杂土层土坡稳定计算 6
------------------------------------------------------------------------
[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 9
坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数
1 294.889 0.000 0
2 14.243 0.000 1
超载1 距离0.500(m) 宽2.400(m) 荷载(22.32--22.32kPa) 270.00(度)
3 10.851 8.590 0
4 24.575 18.193 0
5 9.221 0.000 0
6 32.257 24.578 0
7 4.598 0.000 0
8 33.402 26.451 0
9 5.485 0.000 0
[土层信息]
坡面节点数 10
编号 X(m) Y(m)
0 0.000 0.000
-1 294.889 0.000
-2 309.132 0.000
-3 319.984 8.590
-4 344.559 26.783
-5 353.780 26.783
-6 386.038 51.361
-7 390.636 51.361
-8 424.038 77.812
-9 429.523 77.812
附加节点数 83
编号 X(m) Y(m)
1 785.407 4.169
2 684.612 4.169
3 675.813 4.189
4 626.031 4.189
5 624.740 4.189
6 559.731 4.189
7 538.043 -9.893
8 536.925 -10.619
9 687.954 -10.619
10 924.287 -10.619
11 924.287 4.169
12 0.000 -155.128
13 924.287 -155.128
14 924.287 -20.047
15 519.951 -20.047
16 518.421 -20.047
17 0.000 -20.047
18 0.000 -10.869
19 503.094 -10.869
20 498.474 -8.008
21 496.274 -6.646
22 480.712 2.989
23 427.999 2.649
24 426.892 2.642
25 377.345 2.323
26 374.357 0.777
27 402.821 15.499
28 404.480 16.357
29 445.891 37.775
30 465.101 100.053
31 459.639 100.053
32 429.573 76.584
33 424.152 76.584
34 390.827 50.195
35 386.115 50.195
36 354.159 25.495
37 344.533 25.495
38 322.189 8.590
39 515.108 74.048
40 476.143 100.053
41 474.308 100.053
42 512.688 74.176
43 512.688 72.818
44 515.798 72.818
45 516.437 72.818
46 516.997 72.818
47 518.378 72.818
48 519.882 72.818
49 520.616 72.818
50 521.517 72.818
51 522.598 72.818
52 526.009 72.818
53 524.413 74.048
54 595.652 40.198
55 526.816 74.048
56 525.159 74.048
57 526.897 72.818
58 539.687 63.767
59 637.710 16.844
60 599.462 40.198
61 538.723 63.020
62 636.297 16.725
63 531.552 27.318
64 531.088 27.227
65 531.119 27.227
66 472.552 100.053
67 510.858 71.802
68 449.538 37.775
69 409.275 16.177
70 508.230 70.344
71 469.784 100.053
72 528.584 -16.034
73 528.584 -14.672
74 519.949 -14.672
75 519.950 -15.968
76 511.222 -14.672
77 511.222 -15.901
78 518.419 -15.956
79 518.419 -14.672
80 530.485 27.109
81 519.951 -18.135
82 408.840 15.388
83 458.375 100.053
不同土性区域数 30
区号 重度 饱和重度 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 十字板τ 强度增 十字板τ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 21.110 21.800 29.300 38.000 28.700 37.500 --- --- --- --- --- (
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,)
2 21.000 21.500 9.200 37.800 8.600 37.200 --- --- --- --- --- (
12,13,14,15,16,17,)
3 22.100 22.500 9.000 38.100 8.400 37.500 --- --- --- --- --- (
-2,-1,0,18,19,20,21,22,23,24,25,26,)
4 22.100 22.500 29.600 39.100 29.000 38.300 --- --- --- --- --- (
-3,-2,26,25,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,)
5 25.000 25.000 9.200 38.900 8.700 38.600 --- --- --- --- --- (
39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,)
6 25.000 25.000 9.800 38.900 9.400 38.200 --- --- --- --- --- (
54,55,56,57,58,59,4,3,60,)
7 21.000 21.300 9.800 39.100 9.300 38.500 --- --- --- --- --- (
4,59,58,57,52,61,62,5,)
8 22.000 22.800 51.000 39.000 50.000 39.100 --- --- --- --- --- (
5,62,61,52,51,63,64,65,7,6,)
9 21.556 22.110 9.000 39.780 8.600 39.550 --- --- --- --- --- (
43,42,41,66,67,)
10 21.200 22.300 28.800 38.100 28.300 37.400 --- --- --- --- --- (
68,29,28,69,23,22,21,44,43,67,70,)
11 22.400 22.900 8.300 38.000 8.100 37.500 --- --- --- --- --- (
29,68,70,71,30,)
12 21.000 21.500 8.900 39.100 8.200 38.500 --- --- --- --- --- (
72,73,74,75,)
13 22.000 22.880 8.800 39.670 8.600 38.700 --- --- --- --- --- (
73,72,8,49,48,74,)
14 21.100 21.800 9.100 36.900 8.800 36.600 --- --- --- --- --- (
76,77,78,79,)
15 21.800 22.500 8.700 38.900 8.200 37.900 --- --- --- --- --- (
77,76,79,47,46,19,)
16 21.300 22.100 8.600 39.200 8.000 38.300 --- --- --- --- --- (
7,65,80,50,49,8,)
17 21.500 21.830 8.600 39.500 8.000 38.600 --- --- --- --- --- (
80,65,64,)
18 21.230 22.100 20.000 40.360 19.200 39.100 --- --- --- --- --- (
50,80,64,63,51,)
19 21.100 21.500 29.300 40.100 28.700 38.900 --- --- --- --- --- (
9,8,72,75,81,15,14,10,)
20 21.700 22.100 8.700 38.900 8.200 38.100 --- --- --- --- --- (
15,81,75,78,16,)
21 21.200 22.000 8.700 39.500 8.200 38.100 --- --- --- --- --- (
69,28,27,82,24,23,)
22 21.000 21.600 9.000 39.600 8.600 38.700 --- --- --- --- --- (
82,27,25,24,)
23 21.000 21.600 9.100 39.100 8.700 38.550 --- --- --- --- --- (
71,70,67,66,)
24 21.000 21.900 8.980 39.300 8.600 39.400 --- --- --- --- --- (
83,-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,38,37,36,35,34,33,32,31,)
25 25.000 25.000 8.800 39.800 8.500 38.800 --- --- --- --- --- (
19,18,17,16,78,77,)
26 21.200 21.800 9.200 39.300 8.800 38.500 --- --- --- --- --- (
19,46,45,20,)
27 25.000 25.000 9.600 38.800 9.100 38.400 --- --- --- --- --- (
44,21,20,45,)
28 21.100 21.800 8.500 39.900 8.100 39.100 --- --- --- --- --- (
56,53,52,57,)
29 21.100 22.000 8.800 38.800 8.200 37.900 --- --- --- --- --- (
48,47,79,74,)
30 21.100 21.900 8.300 38.900 8.100 38.200 --- --- --- --- --- (
74,79,78,75,)
[水面信息]
采用有效应力法
孔隙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 4 水面线起始点坐标: (0.000,-0.500)
坝坡外水位: 0.000(m)
水面线号 水平投影(m) 竖直投影(m)
1 1.000 0.500
2 2.000 1.000
3 3.000 1.000
4 4.000 1.000
[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: 摩根斯顿—普赖斯法
土条宽度(m): 1.000
条间力函数类型: 常量
非线性方程求解容许误差: 0.00001
非线性方程组求解容许误差: 0.00010
方程求解允许的最大迭代次数: 50
搜索有效滑面数: 300
起始段夹角上限(度): 5
起始段夹角下限(度): 45
段长最小值(m): 25.937
段长最大值(m): 51.874
出口点起始x坐标(m): -77.812
出口点结束x坐标(m): 424.038
入口点起始x坐标(m): 0.000
入口点结束x坐标(m): 429.523
------------------------------------------------------------------------
计算结果:
------------------------------------------------------------------------
滑动安全系数 = 1.643
最危险滑裂面
线段标号 起始坐标(m,m) 终止坐标(m,m)
1 (353.782,26.784) (372.927,32.148)
2 (372.927,32.148) (410.820,54.874)
3 (410.820,54.874) (430.635,77.812)
4.6.8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（1.643＞1.30）。
五、总结
5.1思考题
5.1.1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。
5.1.2计算工况改变后，各参数设置时会有什么变化？
答：工况改变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。
5.1.3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。
5.2总结上机的心得体会及收获。
答：通过本次水工建筑物上机实验，基本了解了如何使用理正软件分析堆石坝边坡稳定的方法，同时通过本次实验也相应锻炼了一下CAD软件。最先通过CAD软件绘制出坝体图形，然后导入理正软件，通过理正软件分析边坡稳定，最后计算出边坡稳定系数。但通过这次实验，我也发现自己对于cad软件的不熟悉，以及对理正的某些命令应用上和水面线的设置方法上以及在土层重度和黏聚力参数设置上存在一些问题，希望自己能进一步练习自己CAD绘图和熟练掌握理正软件。