南上屯水库位于涞源县拒马河上游支流小昌河上，属于小（1）型水库，多年来在防洪方面发挥着重要作用，为保护南上屯水库下游居民生命财产安全，故对其进行安全鉴定，确定水库大坝是否需要采取除险加固等工程措施。

1.工程概况

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）的规定，南上屯水库工程等别为Ⅳ等，其大坝、溢洪道、放水洞等永久性建筑物级别为Ⅳ级，大坝及其它主要建筑物抗震设计烈度为Ⅶ度。

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大坝为均质土坝，经实测坝长370m，坝顶宽6m，坝顶高程116.3m，最大坝高16.95m，大坝迎水坡坡比1：3.5，背水坡边坡自上而下为1:2.35、1:2.65、1:3.1、1:3.3。迎水面选用干砌石护砌，护坡厚度30cm，其下依次设10cm碎石垫层和200g/m2土工布各一层。护砌范围上部护至坝顶，下部护至108.0m高程，左右两侧由0-082～0+370。

由图1～图5可知：本文设计的航向控制器使无人艇能够很好地沿着给定的航向航行，跟踪误差几乎为零。但是，仅采用动态面技术所设计的控制器，对环境扰动引起的不确定项处理效果不理想(如图5所示)。因此，引入RBF神经网络逼近器，对系统不确定项进行全局逼近处理。采用单一的在线神经网络逼近不确定项，不仅解决不确定项的逼近问题，在航向控制过程中有良好的效果，也简化了动态面控制器结构，减小计算负担。

此次渗流计算采用《水工结构有限元分析系统》计算程序，分别计算出正常水位下的渗透稳定情况和未来高水位的渗透稳定预报。

2.工程地质条件

超高频率的震荡中，人的双耳已经无法听到任何声响。但见一波巨大的气浪，从刀影与尖锥的碰撞处生出，朝着周围迅速扩散而去。在气浪的冲击下，周围树木摧折，岩石崩裂。然后，红芒退散，黑风骤停，数以千计的骷髅头噼里啪啦地朝着地面掉落。

3.坝体结构稳定分析

3.1 采用的物理参数

大坝稳定采用极限平衡法进行分析，对于均质坝，滑动面接近圆弧，坝坡稳定计算采用圆弧滑动法。圆弧滑动法采用条分法，将滑动面上土条以铅直线分成若干条块，对各条块上作用力进行力和力矩的极限平衡分析，以沿滑动面阻滑力总和除以滑动力总和得安全系数，由于坝体为均质坝，本次计算采用考虑条块上侧面作用力的简化毕肖普法。

3.2 渗流分析

此次渗透稳定复核坝体填料的渗透系数，根据南上屯水库大坝土工试验结果进行分析而定，坝体壤土渗透系数为9.75×10-5cm/s；坝基壤土渗透系数5.98×10-5cm/s；坝基砂卵石渗透系数1.2×10-1cm/s；淤 泥 渗 透 系 数 1.0×10-41cm/s；堆石排水体渗透系数5.0×10-2cm/s。

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地质钻探揭露坝址及库区广泛分布2层卵石，其中上层卵石层厚1.8～4.1m，是水库渗漏的主要通道，渗漏范围为水库右岸和大坝两坝肩。2012年完成了防渗加固处理，大坝桩号0+270起延伸至溢洪道进口右侧设置了壤土截水槽，与大坝截水槽之间采用帷幕灌浆连接，有效阻断了上层砂卵石渗漏通道，库区渗漏减少。

3.3 计算方法

水库大坝为均质土坝，土料取自下游两岸黄土状壤土，坝体填土试验定名以轻粉质壤土为主，黏粒含量11.9～20.0%，平均值15.0%，干密度1.44～1.79g/cm3，平均值 1.66g/cm3。本次计算采用的坝体填料物理性质指标是根据土工试验结果，并参考其他相似工程综合分析确定的。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18036-2015）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）划分，工程区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相当于地震基本烈度7度，设计地震分组第一组。本次边坡稳定计算具体计算工况如下：

3.4 计算工况

坝坡抗滑稳定理论分析采用北京水科院开发的《土石坝边坡稳定分析程序》（STAB-2005），此程序可以采用折线滑动法计算出滑裂面的安全系数，并找出相应最小安全系数及相应滑裂面位置。

上游坝坡。正常运用：正常蓄水位下上游坝坡稳定；非常运用Ⅰ：水位由校核洪水位114.10m骤降至死水位108.2m。非常运用Ⅱ：正常蓄水位112.6加7度地震时，大坝上游坡的稳定计算。

下游坝坡。正常运用：库水位为正常高水位112.6m稳定渗流期；非常运用Ⅰ：库水位为校核洪水位113.75m时，大坝下游坡的稳定计算。非常运用Ⅱ：正常蓄水位加7度地震时，大坝下游坡的稳定计算。

3.5 计算成果

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，结合以上计算所得结果进行分析，上游边坡计算结果为：正常水位计算安全系数为4.897，大于允许安全系数1.25；校核洪水位骤降至正常水位计算安全系数为4.523，大于允许安全系数1.15；正常水位加7度地震计算安全系数为3.766，大于允许安全系数1.10。下游边坡计算结果为：正常水位计算安全系数为2.87，大于允许安全系数1.25；校核水位计算安全系数为2.842，大于允许安全系数1.15；正常水位加7度地震计算安全系数为2.357，大于允许安全系数1.10。

4.结语

根据坝坡抗滑稳定理论计算成果可知：大坝迎水坡和背水坡最小安全系数均大于规范要求，南上屯水库大坝结构稳定满足规范要求。□