武小青

　　（昆明市水利水电勘测设计研究院）

　　【摘  要】弃渣场土质边坡稳定分析计算是为弃渣场设计提供一项比较重要的设计依据，掌握STAB软件的使用方法和技巧并熟练运用，可以提高边坡稳定分析计算的效率，从而确定最适当的弃渣场设计方案。

　　【关键词】弃渣场  边坡稳定分析计算  STAB软件  方法和技巧

　　1  弃渣场边坡稳定分析计算在水土保持设计工作中的必要性

　　开发建设水利水电等各类项目，施工和生产运营过程中都会产生大量的废弃渣料，需要设置弃渣场，弃渣场是各类生产建设项目的重要附属设施，弃渣场边坡的稳定性对于保证各类项目建设、生产和运营的安全和顺利有重大意义。

　　弃渣场的设计一直以来都是水土保持设计工作中的重要组成部分，弃渣场土质边坡稳定分析计算工作更是弃渣场设计中不可或缺的环节。

　　2 运用STAB软件进行边坡稳定分析计算的方法和技巧

　　STAB软件是一个用于进行土质边坡稳定分析、计算的水工专业程序，经过二十多年的完善发展、工程实践，已在水利水电工程建设领域广泛使用。STAB软件不仅仅运用于土坝设计，也广泛运用于弃渣场边坡稳定分析计算。

　　2.1  具体操作步骤

　　1 启动AutoCAD，打开所要计算的边坡的剖面图形*.dwg，点击“格式→图层”菜单，将弹出一个对话框，新建一个图层，并设为当前图层，然后关闭该对话框。

　　2 点击AutoCAD中的多段线按钮(或输入”pline”命令)，然后按上文提及的重绘要求将所有的边坡线(包括浸润线，如果有滑裂面，也可以包括滑裂面)重新绘制。重绘结束后，点击格式→图层→关闭其它图层，仅留当前图层。

　　3 加载应用程序。STAB程序向用户提供了数据捕捉程序Stab_Emu_.n.LSP。该工具程序采用VLisp语言编写。将Stab_Emu_.n. LSP存放在一个文件夹中。在AutoCAD中，点击菜单“工具(T)→加载应用程序”，将弹出一个对话框，在“查找范围”中选择存放Stab_Emu_.n.LSP的文件夹，选中Stab_Emu_.n，然后点击“加载”按钮，显示加载成功后关闭该对话框。

　　4 在AutoCAD 命令行中输入Stab_Emu命令，按下回车键，命令行提示输入数据文件的格式，0表示STAB 程序格式，1表示EMU 程序格式。

　　5 确定图形的比例尺。要求用户输入图形中已知的某两点的垂直或水平距离（此距离为该实际工程尺寸），垂直距离输入正值，水平距离输入负值。

　　6 按AutoCAD 命令行的要求输入边坡的滑动方向。

　　7 用户指定一个点作为坐标系的原点。

　　8 在图形界面上选择某一条边界线，输入该其下压土层编号，输入完毕后按回车键。

　　9 当所有的边界线处理完成后，程序仍将提示用户选择边界线，此时用户可选择一条已选择过的边界线，并将该边界线的下压土层设置为-1，按回车键，表明边界线及土层输入完毕。

　　10 输入浸润线的信息，若有浸润线，输入1，并按提示要求输入浸润线信息。若无浸润线，输入0，按回车键结束。

　　11 输入软弱夹层与骤降后浸润线的信息，如果无软弱夹层或不考虑骤降后的水位，输入0后按回车键盘结束，否则应输入软弱夹层或骤降后浸润线的信息，具体操作方法与边界线是相同的。

　　12 当所有的线段选择操作完成后，程序将生成以下的文件：“D:\qqq.dat”。该文件将包括STAB 程序所需的边坡的相关几何数据。

　　13 启动STAB 程序，点击菜单“文件→新建→导入→从AutoCAD 中导入数据”，程序将弹出对话框，选择D:\qqq.dat，按“确定”即可。此时已将包含有边坡的几何信息的数据文件D:\qqq.dat 导入至STAB 程序。

　　2.2  实例操作

　　1 计算条件

　　某一弃渣场边坡，计算方法采用简化毕肖普法，优化方法用整体单行法。

　　2 具体计算步骤

　　（1）数据导入。运行STAB 程序，点击菜单“文件→新建→从AutoCAD⋯⋯”，弹出一个对话框（见图1a），将边坡剖面的数据文件D:\qqq.dat（见图1b）导入STAB中。这时可以得到（如图1c)边坡剖面图以及相关的节点信息，边界线信息，软弱夹层信息和浸润线信息。修改文件名并存盘。假若得到的边坡剖面的数据文件需要修改，则可以通过图1c左侧的数据窗口（包括节点信息窗口、边界线信息窗口、软弱夹层信息窗口、浸润线信息窗口、任意形状滑面信息窗口）修改为需要的数据。

　　（c）例1 土石坝简化剖面

　　图1 导出算题的数据文件及几何图形

　　（2）基本参数设置

　　①点击STAB 菜单“参数信息—基本信息”，程序会弹出如下对话框（图2）。在此对话框内，可为用户提供计算方法（“有效应力法和使用总强度指标的总应力法”）、计算目标（“计算安全系数”）、度量单位（“吨-米系列”）及边坡几何参数设置的选择。（注：边坡几何参数设置仅在计算地震工况时有意义）。

　　图2 基本信息对话框

　　②点击菜单“参数信息—基本参数设置—土层力学参数”，程序会弹出如下对话框，用户此时方可输入土层信息如：内摩擦角、凝聚力、天然容重、饱和容重等（图3）。

　　图3 “土层力学参数”对话框

　　（3）滑裂面选项设置

　　点击菜单“滑裂面—滑面选项设置”，程序会弹出如下对话框：（图4）。

　　①“滑面类型”：选择“圆弧滑裂面”。

　　②“滑面选项”：选择简化毕肖普法；划分土条数20（图4）。

　　③拉力缝选项：0-无拉力缝。

　　最后点击“确定”。

　　图4 “滑面选项设置”对话框

　　（4）生成初始滑裂面：点击菜单“滑裂面—增加圆弧滑面—三点圆弧”，这时需要用鼠标点击三点，生成初始圆弧滑裂面，当初始滑弧形成后，点击菜单“计算求解”，就可得到初始滑裂面的安全系数（图5）。当然，初始滑面的确定需要一定的工程经验，有时需要多试验几次，才能找到最小安全系数。

　　图5 初始滑面生成及计算结果

　　3  结论

　　水土保持设计工作中，弃渣场边坡的稳定是保障弃渣场安全和正常使用的必要条件之一，弃渣场边坡稳定分析计算是弃渣场设计的一项重要的工作环节和内容，其计算结果是主要的设计依据之一。掌握STAB软件的使用方法和技巧并熟练运用，可以提高边坡稳定分析计算的效率，从而确定最适当的弃渣场设计方案。

　　参考文献：

　　 [1]  陈祖煜等，.STAB程序及说明书，2008。