[发明专利]一种水库运行期滑坡浸润线和推力优化计算方法

说明书

本申请涉及一种水库运行期的滑坡浸润线和推力优化计算方法，其包括步骤1、获取库水位波动曲线，并根据库水位波动曲线的关键特征点，概化出多年库水位运行概化曲线。步骤2、通过收集勘察报告，及现场调查和试验，获取滑坡的计算参数。步骤3、推导库水位连续波动时库岸滑坡浸润线的计算公式，获取滑坡在库水位连续波动下的浸润线变化曲线。步骤4、在获取浸润线计算公式的基础上，计算获取库水位波动作用下滑坡的稳定性系数和剩余推力。本发明的有益效果是，计算获取的滑坡剩余推力和稳定性系数计算更加符合滑坡的真实状态；在保证安全的前提下，能有效节省工程造价，且这种解析解计算浸润线联合传递系数法的计算方法在工程中非常实用。

技术领域

本发明涉及一种水库运行期滑坡浸润线和推力优化计算方法，属于地质灾害防治领域。

背景技术

三峡工程于2003年6月正式蓄水发电，2008年以来，库水位每年在145～175m之间周期性波动。库水位周期性涨落是诱发水库库岸滑坡的主要因素之一。目前，库水位波动对滑坡稳定性的影响受到了广泛关注。地下水对滑坡稳定性具有决定性的影响，因此库区涉水滑坡稳定性分析需要首先确定坡体内浸润线的位置。

目前水库滑坡防治工程设计中，通常采用库水位单次下降工况，如在三峡库区，使用175米单次下降至145米水位降落的极端工况，进行涉水滑坡内部的浸润线计算，进而基于剩余推力法计算获取滑坡的剩余推力和稳定性系数。这显然已经不符合近十年来三峡库区实际的运行工况。特别是对于库岸特大水力型滑坡，采用现有方法进行计算，往往使得获取的滑坡剩余推力和稳定性系数无法反映滑坡的真实状态，导致工程的安全储备及造价过高。

基于上述的缺陷，有必要提供一种适用于水库运行期的滑坡浸润线和推力优化计算方法，为库区滑坡防治工程的设计提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适用于水库运行期的滑坡浸润线和推力优化计算方法。

本发明的技术方案如下：

一种水库运行期的滑坡浸润线和推力优化计算方法，引入了一维非稳定性渗流方程，在单次水位下降时浸润线公式解析解基础上，扩展得到了库水位连续波动时库岸滑坡浸润线的计算公式。将库水位连续波动时库岸浸润线计算公式，引入滑坡稳定性计算的传递系数法中，计算获取滑坡在库水位连续波动时的稳定性和下滑力。

本发明中库水位连续波动时库岸滑坡浸润线的推导过程及计算原理如下：

潜水面的渗流速度由达西定律计算，见公式(1)。

对于一维渗流问题，其中潜水面高度仅随着x改变，与z无关，即H＝H(x，t)。因此，对于单宽流量可由公式(2)计算。

其中ZL是隔水底板的高程，如果将基准面取在隔水底板处，则单宽流量可由公式(3)计算。

单位流入量和流出量之差为该段地下水体积的变化量，有：

△V＝q(x,t)△t-q(x+△x,t)△t (4)

且△V＝[h(x,t+△t)-h(x,t)]△x.1.u_d (5)

则有：

q(x,t)△t-q(x+△x,t)△t＝[h(x,t+△t)-h(x,t)]△x.1.u_d (6)

式中u_d为重力给水度。

方程(6)两边都除以△x△t，可得: