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水工建筑物课程设计—斜墙坝.doc

水工建筑物课程设计—斜墙坝.doc

上传者: 看太阳的小孩 2012-11-02 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《水工建筑物课程设计—斜墙坝doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含水工建筑物课程设计班级:姓名:学号:水工建筑物课程设计斜墙坝、基本资料:、河谷地形见附图。、天然材料。在坝址附近公里范围内渗透系数为k=cms的土料符等。

水工建筑物课程设计班级:姓名:学号:水工建筑物课程设计斜墙坝、基本资料:、河谷地形见附图。、天然材料。在坝址附近公里范围内渗透系数为k=cms的土料储量丰富砂石料分布较为广泛。覆盖层厚度:岸坡m河床m。覆盖层渗透系数平均为cmscms、内外交通。工程紧靠公路与铁路线相距约公里交通便利不需另外修建对外临时施工道路。、水库规划资料。该工程主要为下游城市和农田供水供水工程的最大引用流量为ms。水库正常蓄水位m、设计洪水位m、校核洪水位m。设计洪水流量ms,下泄允许最大单宽流量ms。水库最大风速ms吹程D=km。灌区位于左岸灌溉输水渠渠首设计水位m。、设计报告()土石坝的剖面尺寸及构造经分析该设计选择斜墙坝。、坝顶高程:坝顶高程=水库静水位坝顶超高取种运用条件:)设计洪水位坝顶正常超高值)正常蓄水位坝顶正常超高值)校核洪水位坝顶正常超高值)正常蓄水位坝顶正常超高值地震安全加高中的最大值。坝顶超高值:式中:d坝顶超高mR波浪在坝坡上的设计爬高me风浪引起的坝前水位壅高mA安全加高m。)风壅水面高度:式中K综合摩阻系数取D风区长度取吹程km计算风向与坝轴线的法线间的夹角该坝风区内水域平均深度设为m计算风速ms级坝采用多年平均最大风速的倍此处取倍。算得e=m)波浪爬高的计算:平均波浪爬高:当坝坡系数m=~时。式中斜坡的糙率及渗透性系数查表得经验系数查表得平均波高m平均波长m。平均波高与平均波长由经验公式得出:EMBEDEquationDSMTEMBEDEquationDSMT=则设计波浪爬高:对级坝取累计频率的爬高值不同累计频率下的波浪爬高可由的值和相应的累计频率P()查表得出。查表得=所以)安全加高A:根据坝的级别按表选用。表格土石坝的安全加高单位:m坝的级别正常运行条件非正常运行条件(a)非正常运行条件(b)该坝属于级坝所处地形属于山区、丘陵区。种运用条件成果如下:表格土石坝的坝顶高程单位:m运用条件水位波浪爬高R风壅水高e安全加高A地震安全加高坝顶高程()()()()选取中运用条件中的最大值作为坝顶高程即坝顶高程为m。考虑水库综合利用情况取m。、坝顶构造:()坝顶宽度:SLJ《碾压式土石坝设计规范》规定:高坝顶宽可选为m中、低坝顶宽可选为m。由于该设计中无交通要求时仅考虑抢险防汛及检修灌浆和运行管理要求坝顶宽度m。()坝顶构造:坝顶盖面材料应根据当地材料情况及坝顶用途确定一般采用密实的砂砾石、碎石、单层砌石或沥青混凝土等柔性材料。本设计采用碎石路面。坝顶上游侧宜设防浪墙墙顶一般高出坝顶m。防浪墙应坚固不透水用砌石浆建造,取m。、坝坡构造:()坝坡坡度:土坝坝坡比参考值坝高m上游坝坡下游坝坡(:)~(:)(:)~(:)~(:)~(:)(:)~(:)~(:)~(:)(:)~(:)(:)~(:)(:)~(:)斜墙坝下游坝坡的坡率取值宜偏陡上游则可适当放缓。该坝最大坝高=m采用两级边坡。故上游坝坡为:下游坝坡从坝顶到坝踵依次为:,:土石坝下游坝坡常沿高程每隔m设置一条马道其宽度不小于为m马道一般设在坡度变化处坡率相差。该坝在坝高处设置宽为m的马道坡度为::。()护坡构造:土石坝上游坡面要经受波浪淘刷、顺坡水流冲刷、冰层和漂浮物等的危害作用下游坡面要遭受雨水、大风、尾水部位的风浪、冰层和水流的作用以及动物、冻胀、干裂等因素的破坏作用因此上下游八面必须设置护坡。该坝上游护坡采用浆砌石护坡从坝顶一直到坝角护坡厚度为cm下部设厚度均为cm的碎石或粗砂垫石。下游护坡设厚度为cm的碎石护坡护坡下面设厚度为cm的粗砂垫层。、坝体防渗设置:()防渗体:防渗体的厚度主要决定于土料的质量如容许渗流比降、塑性、抗裂性能等。在设计中通常采用平均容许比降作为控制标准它等于作用水头H与防渗体厚度T的比值斜墙的不宜大于。防渗体顶部的水平宽度不应小于m自上而下逐渐加厚在坝底部不低于容许比降所规定的要求。此斜墙坝顶部宽度定为m上游坡度取为:上下游作用最大水头差H==m故墙厚斜墙底宽取为m>m,斜墙下游与水平面夹角为则其坡度为。斜墙上游应设置保护层以防止冰冻和干裂。保护层可采用砂或碎石其厚度不小于该地区的冻结和干燥深度此处取m分别铺m厚的碎石和砂砾石。、坝基防渗设置:()截水槽:截水槽是坝体防渗体向透水地基中的延伸是构造简单、防渗有效、稳妥可靠的坝基防渗设施。槽底宽度应根据回填土料的容许渗透比降、与基岩接触面抗渗流冲刷的容许比降以及施工条件确定。槽的边坡一般不陡于(:)~(:)槽两侧设置反滤层或过渡层。此处取槽的边坡:。()铺盖:铺盖是均质坝体心墙或斜墙上游水平的延伸可以延长坝基渗流的渗径以控制渗透坡降和渗流量在允许的范围内。铺盖土料的渗透系数应小于cms,且至少要小于坝基透水层渗透系数的倍以上此坝周围的砂石料符合这一要求。铺盖向上游伸展的长度一般最长不超过倍水头铺盖的厚度上游端按构造要求不小于m取为m向下游逐渐加厚使某断面处在顶、底水头差作用下其渗透比降在允许范围内在与坝体防渗体连接处要适当加厚以防断裂。铺盖上应设保护层以防止蓄水前干裂、冻蚀和运用期的风浪或水流冲刷铺盖底应设置反滤层保护铺盖土料不流失。、土坝排水设置:坝体排水用堆石棱柱体排水它是在下游坝脚处用块石堆成的棱体。棱体顶宽不小于m顶面超出下游最高水位的高度对级坝不小于m而且还应保证浸润线位于下游坝坡面的冻层以下因下游无水故取棱体顶高m,顶宽m。棱体内坡根据施工条件决定一般为::外坡取为::在此处取内坡:外坡:。在棱体与坝体及土质地基之间均应设置反滤层在棱体上游坡脚处应尽量避免出现锐角。、反滤层和过滤层反滤层的作用是滤土排水防止土工建筑物在渗流溢出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面外的接触冲刷。反滤层一般由层级配均匀耐风化的砂、砾。卵石和碎石构成每层粒径随渗流方向而增大。水平反滤层的最小厚度可采用m垂直或倾斜反滤层的最小厚度可采用m。过渡层主要对其两侧土料的变形起协调作用。反滤层可以起到过渡层的作用而过渡层却不一定能满足反滤的要求。合理的反滤层设计要满足的要求:()被保护土层不发生管涌等有害的渗流变形在防渗体出现裂缝的情况下土颗粒不会被带出反滤层而且能促进使裂缝自行愈合。要求反滤层有足够小的孔隙以防土粒被冲入孔隙或通过孔隙而被冲走。、透水性大于被保护土层能畅通的排除渗透水流同时不致被细粒土淤塞而失效。这要求反滤层必须有足够大的孔隙。、坝型剖面图(见图纸)()土石坝防渗分析渗流分析的内容包括:确定坝体内浸润线确定渗流的主要参数渗流流速与比降确定渗流量。在渗流分析中一般假定渗流流速和比降的关系符合达西定律即。斜墙采用粘土料渗透系数坝壳采用砂土料渗透系数两者相差倍可以把粘土斜墙看做相对不透水层因此计算时可以不考虑上游楔形降落的水头作用。坝体渗透计算斜墙的平均厚度:通过斜墙的:…………………()通过坝壳的:…………………()由公式()、()相等得:下游无水EMBEDEquationDSMT堆石棱柱体排水体高度为m计算L的长度:则坝壳浸润线方程则坝壳浸润线方程可写为EMBEDEquationDSMT坝壳浸润线方程EMBEDEquationDSMT坐标点xy浸润线轮廓如图示:水力坡降渗漏总量约为渗漏量控制平均流速()土坝稳定性计算、土坝失稳的形式主要是坝坡或坝坡连同部分坝基沿某一剪切破坏面的滑动。稳定计算的目的是核算初拟的坝剖面尺寸在各种运用情况下坝坡是否安全、经济。、土石坝滑动面的形式有:曲线滑动面直线或折线滑动面复合滑动面。、荷载及其组合:)荷载:自重、渗透力、孔隙水压力、地震荷载。)荷载组合(正常运用条件):水库蓄满水(正常高水位或设计洪水位)时下游坝坡的稳定计算上游库水位最不利时上游坝坡的稳定计算库水位正常行降落上游坝坡内产生渗透力时上游坝坡的稳定计算。、要求的抗滑稳定系数:对于非常运用条件(考虑孔隙水压力时)下级水工建筑物的坝坡抗滑稳定最小安全系数为。、土石坝的稳定分析:对于该坝来说滑动面接近于圆弧故采用圆弧滑动法进行坝坡稳定分析。为了简化计算和得到较为准确的结果常采用条分法。规范采用的圆弧滑动静力计算公式有两种:一是不考虑条块间作用力的瑞典圆弧法一是考虑条块间作用力的毕肖普法。此坝用瑞典圆弧滑动法。)计算原理:假定滑动面为圆柱面将滑动面内土体是为刚体边坡失稳时该土体绕滑弧圆心O作转动。分析计算时常沿坝轴线取单宽坝体按平面问题采用条分法将滑动土体按一定的宽度(通常宽度b=R)分为若干个铅直土条不计相邻土条间的作用力分别计算出土条对圆心O的抗滑力矩和滑动力矩再分别求其总和。当土体绕O点的抗滑力矩大于滑动力矩坝坡保持稳定反之坝坡则丧失稳定。)计算步骤:将滑弧内土体用铅直线分成个条块为方便计算取各土条块宽度对各土条进行编号以圆心正下方的一条编号为i=,并依次向上游为i=,,,……向下游为i=,,,……如图示不计相邻条块间的作用力任取第i条为例进行分析作用在该条块上的作用力如下:()土条自重方向垂直向下其值为其中分别表示该土条中对应土层的重度分别表示相应的土层高度b为土层宽度可以将沿滑弧面的法向和切向进行分解得法向分力切向分力。()作用于该土条底面上的法向反力与大小相等、方向相反。()作用于土条底面上的抗剪力其可能发挥的最大值等于土条底面上土体的抗剪强度与滑弧长度的乘积方向与滑动方向相反。根据以上作用力可求得边坡稳定安全系数为式中为i土条底面上的弧长。若计算时考虑孔隙水压力作用可采用总应力法或有效应力法。总应力法计算抗滑力时采用快剪或三轴不排水剪强度指标有效应力法计算滑动面的滑动力时采用有效应力指标和根据以往实际工程经验取此时坝坡稳定安全系数为式中为作用于i土条底面的孔隙压力。部分计算结果见下表土条编号瑞典条分法计算结果在非常运用条件下即考虑孔隙水压力时坝坡稳定安全系数为故该坝设计是稳定合理的。unknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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