水工建筑物改进阻力系数法

1、一、计算阻力系数。1. 有效深度的确定由于L0=20.5m，S0=100.00-94.00=6.0m，则L0/S0=20.5/6.0=3.425，闸基到相对不透水层厚度T=100.00-90.5=9.5m。由式子6-8计算T0得：T0=5L01.6L0S0+2=520.51.63.42+2=13.72m9.5m因此按实际透水深度T=9.5m进行计算。2. 简化地下轮廓如下图把1，2，3简化为进口段；4为铺盖水平段；5，6为板桩垂直段；7底板水平段；8齿墙垂直段；9齿墙水平段；10为出口段。3. 计算阻力系数(1)进口段：将齿墙简化为短板桩，板桩入土深度0.6m，铺盖厚0.4m。求得S1=0.6

2、+0.4=1m；T1=9.5m，又S2=0.6m。T2=9.1m，进口段的阻力系数01为01=1.5S1T132+0.441+2lncot41-S2T2=0.55(2)铺盖水平段：S1=0.6m；又S2=5.6m L1=10.75m，计算水平段的阻力系数x1为x1=L1-0.7(S1+S2)T=0.67(3)板桩垂直段：左侧S1=5.6m；T1=9.1m，S2=4.7m；T2=8.2m，板桩垂直段阻力系数y1为y1=2lncot41-S1T1+2lncot41-S2T2=1.41(4)底板水平段：S1=4.7m；又S2=0.8m L2=8.75m T=8.2m，计算水平段的阻力系数x2为x2=

3、L2-0.7(S1+S2)T=0.60(5)齿墙垂直段：左侧S=0.8m；T=8.2m，板桩垂直段阻力系数y2为y1=2lncot41-ST=0.10(6)齿墙水平段：S1=S2=0； L3=1.0m T=7.4m，计算水平段的阻力系数x3为x3=L3-0.7(S1+S2)T=0.14(7)出口段：S=0.55m ，T=7.95m，阻力系数02为02=1.5（ST）3/2+0.441=0.47二、渗透压力的计算 1.各个分段渗透压水头损失值由式（6-7）hi=iH1ni，其H=4.75m，17i=0.55+0.67+1.41+0.60+0.10+0.14+0.47=3.94。(1)进口段：h1

4、=0.554.753.94=0.66m(2)铺盖水平段：h2=0.674.753.94=0.81m(3)板桩垂直段：h3=1.414.753.94=1.70m(4)底板水平段：h4=0.604.753.94=0.72m(5)齿墙垂直段：h5=0.104.753.94=0.12m(6)齿墙水平段：h6=0.144.753.94=0.17m(7)出口段：h7=0.474.753.94=0.57m2.进出口水头损失值得修正（1）进口处：由式（6-9）的得修正系数，T=9.5m T=8.5m S=0.6m1=1.21-112TT2+2ST+0.059=0.761.0 ，应该修正。进口段的水头损失值应修

5、正为h01=1h1=0.760.66=0.50m进口段水头损失减小值h1h1=0.66-0.50=0.16h2=0.81m即h2=h2+h1=0.97m水力坡降呈急变按下计算：a=hHTi=1ni=0.164.759.53.94=1.26（2）出口处：由式（6-9）的得修正系数，T=7.4m T=7.95m S=0.55m2=0.581出口段的水头损失值应修正为h07=2h7=0.580.57=0.33m出口段水头损失减小值h7采用水闸设计规范修正相应的h值h7=0.57-0.33=0.24h5+h6=0.29mh6=2h6=0.34mh5=h5+h-h6=0.19m验算H=h=0.50+0.

6、97+1.70+0.72+0.19+0.34+0.33=4.75m。3.各角点处的渗压水头从上游进口开始，逐次向下游从水头4.75m减去各段的损失值，即可的到每个点的渗压水头值：H1=4.75m，H2=4.25m，H3=3.28m，H4=1.58m，H5=0.86m，H6=0.67m，H7=0.33m，H8=0。4.绘制渗压水头分布图三、单宽闸底板的渗透压力P=V=9.8112H6+H711+12H4+H58.751=120.67+0.3311+121.58+0.868.751=109.63kN四、求渗流出口处逸出坡降和水平段渗透坡降。1.渗流出口逸出坡降由（6-11）计算可得J=h0S=0.330.55=0.602.底板水平段渗透坡降由（6-11）计算可得Jx=h4L2=0.728.75=0.082五、验算闸基抗滑稳定性本题才地基为砂壤土，由课本表6-5查得砂壤土J0=0.50，应为出口有虑层，容许坡降应修正为土J0=0.530%+0.5=0.65，而实际逸出坡降土J=0.58J