“坝前淤积面加坝”边坡稳定性分析上限解

西北黄土丘陵山区通常采用“坝前淤积面加坝”进行水库除险加固施工,涉及不同固结状态土体和多个软弱结合面的“复合土坝”稳定性分析问题。文中针对“复合土坝”的结构型式和水库运行特点,基于极限分析上限定理,构建2种运动许可的破坏机制,给出考虑库水位动态变化引起的坝坡静水压力和坝体孔隙水压力效应的边坡稳定分析上限解,采用强度折减法并结合序列二次规划法进行边坡安全系数的寻优计算。在此基础上,以宁夏南部黄土丘陵山区“坝前淤泥面加坝”的水库除险加固工程为算例,对比分析文中上限解与Optum-G2和Geo-studio数值模拟计算结果。研究表明,当库水位由设计水位骤降至死水位时,2种破坏机制的上限解与数值模拟值非常接近,安全系数的相对误差≤5.7%;改变淤泥-新填土软弱结合面宽度,破坏模式亦随之变化;平动破坏时,软弱结合面宽度与边坡安全系数呈近似线性关系,宽度每增加1 m,安全系数约提高2.7%;转动-平动破坏时,坡比与边坡安全系数亦呈近似线性变化,坡比每增加0.1,边坡安全系数约降低8.6%。本文方法简单、快捷,适宜在此类工程中应用。