1、水工建筑物課程設(shè)計(jì)均質(zhì)土壩設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：姓名：胡 曉班級：2010華水水工本科專業(yè)：水利水電工程土石壩設(shè)計(jì)實(shí)例一、壩型選擇均質(zhì)壩滲透系數(shù)K=x1（-5cm/s，滿足KvxI0cm/s，內(nèi)摩擦角25,較大，同其它壩型比較，造價(jià) 較低，且對地基要求低，施工簡單，干擾不大，材料單一，便于群眾性施工。通過分析認(rèn)為宜選用均質(zhì)壩。二、體剖面設(shè)計(jì)土石壩的剖面是指壩坡大小，壩頂寬度和壩頂高程。1、 壩頂寬度本壩頂無交通要求，對中低壩最小寬度BBmin=5m取B=6m。2、 壩頂高程壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和，并分別按以下運(yùn)用情況計(jì)算，取其最大值。1設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高，校核洪水位加非常運(yùn)用

2、情況的壩頂超高。超高計(jì)算 式一：dhae A其中：ha波浪在壩坡上的爬高，m；e風(fēng)浪引起的壩前水位壅高，m；A安全加高，m,根據(jù)壩的級別按下表采用。 表一：壩的級別InIVV正常運(yùn)行 非常運(yùn)行某水庫工程設(shè)計(jì)灌溉面積為7000畝，水庫總庫容為700萬立方米，故工程級別為皿級。式二：e=KV2Dcosa/2gH其中a=90所以cos90=0，故e為零； 式三：ha=其中hl-設(shè)計(jì)波高；mm壩坡坡率；取壩坡坡率取3；n壩坡護(hù)面糙率， 其值為：拋石，干砌塊石，漿砌石并勾縫，瀝青和混凝土； 糙率取: 其中；hl=4D1/3=（設(shè)計(jì)洪水時(shí)）/（校核洪水時(shí)）由上式得：ha=（設(shè)計(jì)）（校核）故：d=ha+e+

3、A=（設(shè)計(jì)”（校核）故：壩頂高程為：設(shè)計(jì)洪水位+=（設(shè)計(jì)）校核洪水位1081.8m+0.74m=1082.54m 校核）得出壩高：、壩坡壩咼，故米用三級變坡。1上游壩坡：1:; 1:;1:2下游壩坡：1:; 1:;1:3馬道：第一級馬道高程為，第二級馬道高程為，馬道寬度:三、壩體排水設(shè)備選擇及尺寸擬定常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、褥墊式排水。貼坡排水不能降低浸潤線。多用于潤浸線很低和下游無水的情況。棱體排水可降低浸潤線，防止壩坡凍脹和滲透變形，保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷，且有支撐壩體增加穩(wěn)定的作用，是效果較好的一種排水型式。褥墊排水，對不均勻沉陷的適應(yīng)性差，不易檢修。本土壩壩

4、體排水設(shè)備可選用棱體排水，尺寸為頂寬2m,內(nèi)坡1:;夕卜坡1:；頂部高程須高岀下游最高水位2.0 m，故頂部高程為340.1m。在排水設(shè)備與壩體和土基接合處，設(shè)反濾層。作岀壩體最大剖面見圖1。四、滲流計(jì)算1、計(jì)算情況選擇。滲流計(jì)算水力學(xué)法：q=k(H12-H22)/2L=X10-5x=x10-5根據(jù)公式：Hxv H 22( H 12H 22) x / L其中X計(jì)算點(diǎn)到下游面的距離L滲流區(qū)長度即：2m2、滲流分析的方法采用水力學(xué)法進(jìn)行土石壩滲流計(jì)算，將壩內(nèi)滲流分為若干段， 應(yīng)用達(dá)西定律和杜平假設(shè)，建立各段的運(yùn)動方程式，然后根據(jù)水流的連續(xù)性求解滲透流速，滲透流量和浸潤線等。3、 計(jì)算斷面及公式本設(shè)

5、計(jì)僅對河槽處最大斷面進(jìn)行滲流計(jì)算。計(jì)算公式采用表1中的不透水地基情況。4、 單寬流量計(jì)算結(jié)果列表1。表1單寬流量計(jì)算表計(jì)算情況ho(m)q(m3/正常畜水位X10-5設(shè)計(jì)洪水位x1c51壩高水位3X105、繪制浸洞線正常蓄水位情況下，浸潤線方程:Hxv H 22（ H 12H 22） x / L列表2如下，繪于圖1。表2正常蓄水位情況下浸潤線表x(m)0102080y(m)0五、穩(wěn)定計(jì)算1、 分析情況選擇以上游正常高水位，而下游無水：上游設(shè)計(jì)洪水位而下游相應(yīng)水位來驗(yàn)證下游壩坡的穩(wěn)定。以庫水位為1/3壩高處，而下游無水來驗(yàn)證上游壩坡穩(wěn)定分析。2、 滑裂面形式對于均質(zhì)壩，上下游壩坡均為曲線滑裂面。

6、采用圓弧法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。3、 不計(jì)條塊間作用力的總應(yīng)力法的穩(wěn)定分析步驟如下：1）利用方捷耶夫法和費(fèi)蘭紐斯法確定最危險(xiǎn)滑弧所對應(yīng)圓心的范圍。在一扇形范圍內(nèi)的M1、M2延長線附近。2）取0為圓心，以R=75m為半徑，作滑弧。3）分條編號：b =，從圓心作垂線為0號土條的中心線，向上依次為1,2,3，；向下依次為-1，-2,4）列表計(jì)算荷載，參見下表1，表2，表3。5）利用公式計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)kc。+ 1wicosaitgicebWisin aikc式中：Wi=rihi+r3（h2+h3）+r4h4ri、z壩體土的濕重度、浮重度，r4、h4本設(shè)計(jì)不考慮Wi=rihi+r2h2+r3h3+r4h4

7、ri、2、r3壩體上的濕容重、飽和容重、浮容重。 由提供的資料可知，本建筑物是3級建筑物。33ri=m，r2=m，r3=。三種情況計(jì)算結(jié)果如下：正常運(yùn)用期表1正常蓄水位情況下下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表土條編號11h?r1h1r3h2r2h2WiwisinaiCOSaiWiCOSaiWisiai(3)(5)(6)=(3)+(4)=(3)+(5)(8)(9)(10)(11)30007969541224632478147800000-1478-20_00-3000合計(jì)上游為設(shè)計(jì)洪水，下游相應(yīng)水位11504.34 0.36676 89.14-7- 1.85818.65表2設(shè)計(jì)洪水位情況下下游坡壩穩(wěn)定計(jì)算表土條編號h112h31h1r2h2r3h2r3h3WiWisinaiCOSaiWiCOSaiWisiai(1)(2)(4)(5)(6)(3)+(4)(3)+(5)(8)(9)(10)(11)8300LiKR18045 7318095.511664.19 0.36676 95.57.5841.561.87700600511500180327400348316328213116004010-1-20200-3000合計(jì)當(dāng)上游水位為一壩高處，3上游壩坡的K為：LiR102271801760.366 1602.72102.27K8.752.79529.21表3上游水位為一壩高處上游壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算