土石坝设计实例

1、土石坝设计汇报总结广东水利电力职业技术学院.第二组成员邓剑平梁志明郑佳铭胡鸿彬李固政丘小珍张 明何 今设计实例 基本资料： 某山区土坝等级：2级，该地区多年平均最大风速：16.90m/s,风区长度D=1.544Km；洪水标准：设计洪水标准100年（相应水位32.59m），校核洪水标准2000年（相应水位33.73m）；水库低平均高程取为10m ; 地震烈度：6度；附近多粘性土，重度18.6KN/m，土样试验慢剪C、 小值平均值分别为10.9Kpa,28.3。渗透系数为 。scm/1079. 84土石坝设计过程1、土石坝的类型选择2、基本剖面尺寸的拟定 坝顶高程 坝顶宽度 坝坡3、构造设计 坝顶

2、构造 坝体排水 反滤层 护坡及坝坡排水4、渗流计算 1、土石坝的类型选择： 由于该山区附近多粘性土且该土石坝为低坝，所以选取该土石坝的类型为均质坝。 2、基本剖面尺寸的拟定： 坝顶高程的计算： a、 正常工作情况： 当用设计洪水水位计算坝顶高程时，计算风速宜采用洪水期多年平均风速的1.52.0倍。此时的坝前水深 ,查表内插法得 mHm59.221059.3270. 159.228 . 99 .165 . 1mgHV04. 1wK波浪高度：代入数据，可解得所以假定复核 所以假定正确。取风向与坝轴垂线的夹角为0，所以 。初拟上游坝坡7 . 0245. 027 . 0227 . 013. 00018

3、. 07 . 013. 0omoomomVgHthVgDthVgHthVghmhm4891. 010. 34891. 0438. 4438. 45 . 05 . 0mmhTmTgTLHmmmm99.1410. 356. 156. 12L5 . 0222m时，5 . 051. 199.1459.22mmLH1cos5 . 2m按级查得正常工作情况安全加高A=1m所以，正常工作情况坝顶超高正常工作情况的坝顶高程为32.59+2.87=35.46m b、非正常工作情况： 当用校核洪水位计算坝顶高程时，计算风速宜采用相应洪水期最大风速的多年平均值。此时的坝前水深 ，查表内插法得波浪高度：mh87. 2

4、10081. 0866. 1mHm73.231073.3370. 159.228 . 99 .165 . 1mgHV0 . 1wK7 . 0245. 027 . 0227 . 013. 00018. 07 . 013. 0omoomomVgHthVgDthVgHthVgh平均波浪爬高： 代入数据，可解得 设计爬高值得累计频率P按工程等级确定。由于该坝属于级，故计算 根据查得风壅水面高度：代入数据，可解得mmwmLhmKKR21mRm8367. 0%1R0217. 059.224891. 0:,59.22,4891. 0mmmmHhmHmh得mRRRRmm866. 18367. 03 .2223

5、. 2,23. 2则cos22mgHDKVe me0081. 0代入数据，可解得所以假定复核 所以假定正确。 取风向与坝轴垂线的夹角为0，所以 。初拟上游坝坡平均波浪爬高：代入数据，可解得mhm3131. 048. 23131. 0438. 4438. 45 . 05 . 0mmhTmTgTLHmmmm59. 948. 256. 156. 12L5 . 0222m时，5 . 047. 259. 973.23mmLH1cos5 . 2mmmwmLhmKKR21mRm5148. 0 设计爬高值得累计频率P按工程等级确定。由于该坝属于级，故计算 根据查得风壅水面高度：代入数据，可解得按级查得正常工作

6、情况安全加高A=0.5m所以，正常工作情况坝顶超高正常工作情况的坝顶高程为33.73+1.65=35.38m 取上述两种情况最大最，即坝顶高程为35.46m。考虑上游侧设1.2m高防浪墙，用防浪墙顶高程代替坝顶高程，则坝顶高程为35.46-1.2=34.26m，坝高为34.26-10=24.26m。以坝高的1%为预留沉降值，则坝顶施工高程为34.26+24.26X1%=34.50m。%1R0132. 073.233131. 0:,73.23,3131. 0mmmmHhmHmh得mRRRRmm148. 15148. 03 .2223. 2,23. 2则cos22mgHDKVe me0034. 0

7、mh65. 15 . 00034. 0148. 1坝顶宽度： 由该坝为低坝，无交通要求，所以却坝顶宽度为5m。（一般坝顶宽度为坝高的1/10） 坝坡： 初拟上游坝坡为1:2.5；下游坝坡由上而下分别为1:2.25；1:2.5。在下游坡坝高的中间处设马道，宽度为2m。用于观测、检修及交通，并可沿马道设置排水沟汇集坝面雨水以防冲刷。 3、构造设计： 坝顶构造： 坝顶用沥青混凝土铺设路面，坝顶横向设向下游倾斜3%的坡度，上游设1.2m高的防浪墙，下游侧设0.5m高的缘石。 坝体排水： 采用堆石棱体排水，排水体高程为14.00m，坝顶宽2m，内坡1:1.5；外坡1:2.0。 反滤层： 由三层粒径不同的

8、砂、石料铺筑而成，层面与渗流方向尽量垂直按渗流方向粒径由大到小。 护坡及坝坡排水： 上游坝面设干砌石护坡，厚度为0.5m，护坡范围：上至坝顶，下至死水位以下1m处。 下游采用草皮护坡，草皮厚为0.2m，草皮下铺一层0.2m厚的腐殖土。 坝体排水：在下游坝坡设纵横连通的排水沟，沿坝与岸坡的结合处也设排水沟。纵向排水沟沿马道内侧布置，沿坝轴线方向每隔100m设一条横向排水沟。 初拟坝体剖面如图（a） 4、渗流计算： 如图（b）为不透水地基上均质坝。设上游水深为 ，AEC为浸润线，K为坝体渗透系数。 为简便计算，通常以等效虚拟矩形ABOD代替三角形 ，即将坝上的上游面假定为垂直面，虚拟矩形宽度 。 即：过点F作垂线CF，设CF为 ，坐标原点O到点F的距离为的通过数学比值运算，得出 所以： 因此根据上述求出的 和 可算出单宽流量1HADAL)(41. 915 . 2259.225 . 212111mmHmL0hL)(205.626325.20229.27518. 441. 9mL)(97. 3205.6259.22205.622222120mLHHLh)(99. 197. 3212101mhLL0hq即：所以浸润线方程为：下表为X与Y的对应关系，根据此表可以大致画出浸润线AEC。如图（b)所示522622211049. 397. 359.22