【摘要】將STAB2009運(yùn)用到堤防工程設(shè)計(jì)的穩(wěn)定計(jì)算中極大的提高了堤防設(shè)計(jì)的工作效率，化繁為簡(jiǎn)，省去了繁重的手算工作。STAB2009計(jì)算成果準(zhǔn)確可靠。

【關(guān)鍵詞】STAB2009；堤防；穩(wěn)定計(jì)算；溫查爾河

1、工程概況與研究背景

溫查爾河發(fā)源于北安農(nóng)場(chǎng)境內(nèi)，流經(jīng)二龍山農(nóng)場(chǎng)、五大連池于青山鎮(zhèn)東約0.4km處匯入訥漠爾河，全長(zhǎng)48km，全流域面積755km2。河流比降為0.556‰，年徑流量約0.52×108m3溫查爾河干流20年一遇洪水位為255.73～260.28m。土壤類型主要是砂壤土、黑土、草甸土、沼澤土，侵蝕類型以水蝕為主，兼有重力侵蝕，屬低山丘陵漫崗輕度侵蝕區(qū)，項(xiàng)目區(qū)處于自然侵蝕狀態(tài)。五大連池市溫查爾河興隆段防洪工程位于北安農(nóng)場(chǎng)境內(nèi)為堤防工程，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94），堤防等級(jí)為4級(jí)。工程總長(zhǎng)10.082km，其中左岸堤防長(zhǎng)5.609km，樁號(hào)0+000～5+609，右岸堤防長(zhǎng)4.473km，樁號(hào)1+874～6+347。工程地理位置為東經(jīng)126。11'55″～126。12'55″，北緯48。29'49″～48。31'13″。

溫查爾河流域目前防洪設(shè)施少、標(biāo)準(zhǔn)低，甚至很多處于不設(shè)防狀態(tài)，塌岸速度逐年增加，塌岸不僅使岸邊的良田逐年減少，還直接威脅村屯的安全，如不及時(shí)采取必要的整治措施，不僅使水土流失，甚至?xí)鹬髁鞲牡?，不利于?jīng)濟(jì)發(fā)展，因此在溫查爾河左右岸分別新建均質(zhì)土堤，其中抗滑穩(wěn)定計(jì)算采用中國(guó)水利水電研究院編制的《邊坡穩(wěn)定分析程序 STAB2009》進(jìn)行計(jì)算。

2、程序概述

STAB程序前后經(jīng)過了三十年的開發(fā)過程。1976年程序作者陳祖煜參加水利電力部第二工程局官?gòu)d水庫(kù)抗震加固工程時(shí)，在北京大學(xué)DJS-60機(jī)上與黃國(guó)興共同開發(fā)了一個(gè)圓弧滑裂面的土石壩邊坡穩(wěn)定分析的程序?，F(xiàn)在的STAB程序仍然保留了這一版本對(duì)邊坡幾何形狀處理的主要特點(diǎn)。1979至1981年陳祖煜赴加拿大Alberta大學(xué)進(jìn)修，在Morgenstern教授的指導(dǎo)下，對(duì)邊坡穩(wěn)定分析的通用條分法做出了改進(jìn)，并編制了相應(yīng)的程序。1982至1984年程序作者在潘家錚院士主持的“水工建筑物設(shè)計(jì)專用程序”項(xiàng)目中，承擔(dān)了編制土石壩邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)專用程序的工作。在這一項(xiàng)目中，本程序被正式命名為STAB。1984年水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院在黃山組織專題審查會(huì)，并于1984年12月12日以（84）水規(guī)字第3號(hào)文正式批準(zhǔn)，STAB為水利水電系統(tǒng)土石壩設(shè)計(jì)專用程序，在水利水電設(shè)計(jì)系統(tǒng)中推廣使用。

1984至1995年作者在推廣使用STAB程序的過程中，將其改造成微機(jī)DOS版，并命名為STAB95。1995年至現(xiàn)在，STAB95逐步獲得推廣。在此過程中，順應(yīng)微機(jī)操作系統(tǒng)從DOS轉(zhuǎn)向WINDOWS的潮流，提出了STAB95的WINDOWS仿真DOS環(huán)境下運(yùn)行的版本。并根據(jù)新頒布的水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，修改了7度和9度地震時(shí)輸入的地震加速度系數(shù)。2005年，STAB95正式升級(jí)為WINDOWS界面交互式的軟件STAB2009。

2.1 程序的主要功能。STAB2009主要用于土質(zhì)邊坡和土石壩邊坡的穩(wěn)定分析。同時(shí)，對(duì)巖質(zhì)邊坡，特別是具有軟弱夾層的問題時(shí)，本程序也有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

2.1.1 邊坡穩(wěn)定分析方法

（1）簡(jiǎn)化方法。包括瑞典法、畢肖普法、陸軍工程師團(tuán)法、羅厄法和傳遞系數(shù)法等。但在使用陸軍工程師團(tuán)法、羅厄法和傳遞系數(shù)法時(shí)，庫(kù)水位驟降和采用動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)的總應(yīng)力法的功能不能使用。

（2）嚴(yán)格法。包括Morgenstern-Price 法和Spencer法。程序具有自動(dòng)搜索最小安全系數(shù)的功能。對(duì)圓弧和任意形狀滑裂面，可以搜索相應(yīng)最小安全系數(shù)的臨界滑裂面。對(duì)任意形狀滑裂面，納入了應(yīng)用隨機(jī)搜索方法求解極值的加強(qiáng)功能。

2.1.2 總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法。根據(jù)土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，本程序提供有效應(yīng)力法的計(jì)算功能，同時(shí)，也對(duì)以下三種情況，提供總應(yīng)力法計(jì)算功能。

（1）軟弱地基上快速加荷；

（2）庫(kù)水位驟降；

（3）地震荷載條件下應(yīng)用動(dòng)三軸試驗(yàn)成果進(jìn)行壩坡總應(yīng)力法穩(wěn)定分析。

2.1.3 滑裂面形狀。程序具有按圓弧和任意形狀滑裂面計(jì)算的功能?；衙骓敳靠筛鶕?jù)用戶要求設(shè)置拉裂縫，進(jìn)行拉裂縫充水、局部充水或不充水的穩(wěn)定分析。

2.1.4 強(qiáng)度指標(biāo)。程序具有線性和非線性抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的計(jì)算功能。非線性強(qiáng)度指標(biāo)包括：

（1）R-S，Q-S組合包線；

（2）鄧肯的雙曲線強(qiáng)度指標(biāo)和DeMello的指數(shù)強(qiáng)度指標(biāo)。

3、STAB2009在溫查爾河堤防工程中的應(yīng)用成果

3.1 抗滑穩(wěn)定計(jì)算

3.1.1 斷面選擇及計(jì)算參數(shù)。結(jié)合堤防設(shè)計(jì)和地質(zhì)資料，本次穩(wěn)定計(jì)算各在左右岸選擇堤防加高培后斷面（BK4+395）和地基黏土覆蓋層較薄的斷面（NK1+450）進(jìn)行計(jì)算。土堤各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)《溫查爾河近期治理工程地質(zhì)勘察報(bào)告》中地質(zhì)資料取用（堤身土料的計(jì)算參數(shù)選用壓實(shí)后的計(jì)算參數(shù)。

3.1.2 計(jì)算條件。上游20年一遇洪水位，下游無水，上下游壩坡穩(wěn)定分析。

3.1.3 計(jì)算方法。根據(jù)中國(guó)水利水電研究院編制的《邊坡穩(wěn)定分析程序STAB2009》進(jìn)行壩坡穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算方法采用瑞典圓弧法。

4、結(jié)語

將STAB2009運(yùn)用到堤防工程設(shè)計(jì)的穩(wěn)定計(jì)算中極大的提高了堤防設(shè)計(jì)的工作效率，化繁為簡(jiǎn)，省去了繁重的手算工作。STAB2009計(jì)算成果準(zhǔn)確可靠是水利工程設(shè)計(jì)者值得信賴的好幫手，本人通過實(shí)際運(yùn)用該程序也發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)計(jì)算時(shí)需要注意的事項(xiàng)，在此與大家分享。

第一，在AutoCAD中抓取圖形時(shí)每一種土層都需要用一條連續(xù)的多段線；第二，進(jìn)入計(jì)算界面后一定要先復(fù)核參數(shù)信息，修正邊界線數(shù)據(jù)；第三，注意在STAB2009中坐標(biāo)以向下為正。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳祖煜.土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析程序STAB說明書[M].北京：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，2009.

[2]黑河市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院.黑龍江省五大連池市溫查爾河興隆段防洪工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].黑河：2016.