重力坝毕业设计

1、目录摘要1英文摘要2第1章设计依据5.工程等级及建筑物级别5.设计根本资料6.工程概况6.1.2.2 气象6.1.2.3 水文7.工程地质8.1.2.5土层承载力特征值 9工程概况12第2章坝型、坝轴线选择及工程总体布置 1.32.1坝型、坝轴线选择13坝型的选择1.3坝轴线的选择132.2工程总体布置1.3第3章坝工设计153.1 挡水坝段断面设计 153.1.1 坝顶高程1.53.1.2 坝顶宽度1.6坝坡选择1.6坝基渗流及稳定分析 17坝体稳定和应力计算24根底及边坡处理33细部结构设计34重力坝的分缝与止水37溢洪道设计.3.8溢洪道工程布置39溢洪道水力计算与校核40溢洪道稳定应力

2、分析计算423.2.4 溢洪道交通桥设计45坝体下游冲沟护坡设计46下游冲沟设计46下游冲沟防护稳定计算463.4人工湖防护边坡设计 483.4.1 护岸设计483.4.2 护岸边坡稳定分析 49参考资料55结语56致谢57英文文献59坝的平安与地震 63附录67摘要该工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家?防洪标准? GB50201-94有关规定，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约 4亩，库容约2万m。本设计的水 利水电工程等级为小2型，主要建筑物的级别为五级。为与同一工程资料的土石坝方案进行方案比照， 本设计选用重力坝

3、，挡水坝 段坝顶高程，坝顶宽度3m右岸挡水坝坝基最低开挖高程 231.8m,最大坝高5.5m； 左岸挡水坝坝基最低开挖高程 231.8m，挡水坝段上游坝坡，下游坝坡1 ：。该工程人工湖的流量为3/s,并且重力坝坝高为5.5m，那么只需要修建宽顶堰 式溢洪道即可宣泄该流量。为宣泄超过水库调蓄能力的洪水或降低库水位，保证工程平安而修建溢洪道，该小型重力坝枢纽利用坝肩和坝头的有利地形修建溢洪 道，可节省工程量，是一般较常见的布置形式。设计中需考虑土质边坡在受到外界环境因素的影响下，极易造成滑塌，特别是库区内边坡，水库施工或运行期，受内水和外水压力作用，加之湖水浸泡，土 体抗剪强度降低，需要对库区内边

4、坡加以治理以保证土质边坡的稳定性以及工程 平安。本设计进行了坝址、坝轴线、坝型的选择以及枢纽布置、坝体剖面拟定、稳 定计算及应力分析、细部结构设计、地基处理设计、坝体下游冲沟护坡设计以及 人工湖防护边坡设计，并最后绘制出设计图纸。关键词：溢洪道；土质边坡；稳定计算及应力分析；坝体下游冲沟护坡设计；人 工湖防护边坡设计；英文摘要AbstractThe project is located in the 6km southwest of Zhengzhou City, Three Licun, the planning area is 330 mu. According to the nation

5、al standard "GB50201-94" flood control, flood control standard is in accordanee with the provisions of Binhai plain region for 10 years and design, 20 years and check. Preliminary estimates, the lake area of about 4 mu, about 20000 m capacity. Water conservancy and hydropower engineering l

6、evel of this design is small (2), the main building is at level five.For comparison program, this design is gravity dam. The design of gravity retai ning dam crest elevati on 238.3m, the crest width is 3m. The right bank of dam foundation excavation of the lowest elevation is 231.8m, The highest hei

7、ght of dam is 5.5m , the left bank of dam foundation excavation of the lowest elevation is 231.8m, retaining dam upstream slope of dam is 1:0.2, the downstream dam slope is 1: 0.7.The engineering data of artificial lake flow rate is 2.05m3/s, and the dam height is 5.5m, we only need to build the spi

8、llway to discharge. As the storage capacity of the reservoir flood vent over or lowering the water level, to ensure the safety of the project and the con struct ion of spillway, the favorable terrain the small dam abutme nt and the dam head hub by con structi on of spillway, which can save the amoun

9、t of work, and it is gen erally more com mon arran geme nt.In the desig n we n eed to con sider the soil slope are in flue need by the exter nal en vir onmen tal factors of desig n, extremely easy to cause the collapse, especially in the reservoir area slope, reservoir con struct ion or operati on p

10、eriod, un der the actio n of internal and external water pressure, and water immersion, soil shear strength decreases, we can n eed for the reservoir slope with man ageme nt to en sure the stability of soil slope and the engin eeri ng safety.This desig n was carried out the site of the dam, the dam

11、axis , the selecti on of dam type and layout, sect ion profile developme nt, stable stress check, secti on optimization, detail design of structure, foundation treatment design, downstream of the dam body gully slope protecti on desig n and man-made slope protect ion desig n, and draw out the releva

12、 nt desig n chart at last.Key words: the spillway discharge； the soil slope; the downstream of the dam body gully slope protection design； man-made slope protection design第1章设计依据工程等级及建筑物级别本工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家?防洪标准?GB50201-94有关规定，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为：10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约 4亩，库容约2万m。表1-1水利

13、水电工程分等指标工 程 等 别工 程 规 模水库总库容亿m防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业 重要性保护农田万亩治涝面积万亩灌溉面积万亩供水对象重要性装机容量万 KwI大1型> 10特别重要> 500> 200> 150特别重要> 120n大2型10重要50010020060150 50重要120 30川中型中等100 3060 15505中等305IV小1型一般3051535一般51V小2型V 5V 3VV 1注：1水库总库容指水库最高以下的静库容。2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级，见表1-2 :表1-

14、2永久性建筑物的级别工程等别永久性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物I11n2233IV44V55初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m。本设计的水利水电工程等级为 小2型，主要建筑物的级别为五级。设计根本资料工程概况工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家?防洪标准? GB50201-94,防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万吊。本地区年均降雨600700mm 集水面积2。工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土。 人工湖坐落在 天然宽40m50m长50m60m冲沟内，冲沟出口处为坝轴线位置；坝轴线

15、下游 10m15m处，另有一深15m20m的深沟，设计需要重点研究其对大坝稳定造成 不利影响。工程建设详细位置见附图勘探点平面位置布置图。气象郑州市地处暖温带，属大陆性季风气候，四季清楚，干湿明显，春季干旱多 风沙，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季干冷多风，雨雪稀少。郑州市的枯燥度指 数k值小于，属湿润区。a气温：年平均气温C,极端最高气温 43C，极端最低气温C,年最高气 温多出现在7月和8月。b降雨：年平均降雨量 640mm 24小时降雨量多年平均值100mm每年7、 8、9三个月的降雨量是全年降雨量的 55%c冻土深度：年平均地面结冰时间约为 60天，标准冻深小于60cm,地面 以下100m

16、m冻结平均为55天。d风向及风速：冬季盛行西偏北，夏季盛行南偏东，春、秋季那么交替出现； 根据郑州市气象史了解，郑州市年平均风速约，瞬时最大风速到达了 26米/秒, 风力为10级。水文123.1 人工湖设计流量根据?城市排水工程规划标准?GB50318-2000，雨水量应按下式计算确定:Q=q? ?F式中：q雨强度；书径流系数；F汇水面积m2表1-3径流系数区域情况径流系数书建筑稠密的中心区建筑稀疏的居住区建筑较稀疏的居住区1.2.3.2 参数选取取径流系数屮，汇水面积 330亩，F=330X 667=2202201.2.3.3 设计雨强表1-4设计频率雨量成果表t时间H t(mm)C vC

17、sK p设计雨量(mm)1小时45v76911126小时70v121v147v18124小时100v170205252123.4 设计洪峰流量计算为平安计算，按照t=1小时计算，Ht=45mm10 年一遇，XX 3/s ；20 年一遇，xx 3/s ；50 年一遇，XX 3/s。工程地质工程区位于郑州市西南6km三李村，S316省道西侧郑州市新殡仪馆西，紧 邻郑州市新殡仪馆。处于郑州市西南低丘陵沟壑地带，地形为一冲沟，人工湖坐落在天然宽40m- 50m 长50m- 60m冲中沟内。1.2.4.1 区域地质构造及区域稳定性工程场址位于郑州市西南部，大地构造位置属华北断块区南部，豫皖断块的 开封凹

18、陷的西边缘，区域地质构造较复杂，对场址有影响的北东向区域活动断裂 构造带主要有三条：即太行山前断裂带、聊城一兰考断裂带和汾渭断陷盆地构造 带，强地震大局部发生在这三个构造带上，北西向的区域活动断裂主要有两条： 即新乡一商丘断裂带和封门口一五指岭断裂带，这两条断裂带发生过中等强度地震。它们对本区发生不同强度地震起严格的控制作用，总的来说，本区北纬35°以北主要受北东向断裂构造控制，而 35°以南场区位于35°以南主要受近东 西向的秦岭纬向构造所支配。场地附近历史地震及现今小震很少，仅发生过两次4级以上地震，即1928年郑州市北郊4级地震、1814年郑州市西南贾峪5级

19、地震。其它两次为1974年 郑州市北郊邙山级地震，1984年郑州市郑庵级地震，因此，近场区内的地震活动 强度和频度都很低。豫北地区及其附近多震区的强震有 1870年磁县7.5级地震 和1937年荷泽7级地震，这些地区近年45级地震时有发生。另外，禹州、登 封交界地带1992年又发生了级地震。因此，就地震活动而言，近场区存在发生6级地震的背景。根据?建筑抗震设计标准?GB50011-201C，郑州市抗震设防烈度为7度, 设计根本地震加速度值为，设计地震分组为第二组。地层渗透性本次勘探主要针对坝基第低液限黏土及第层低液限粉土进行了室内渗透性试验18组。根据试验结果及郑州市地区经验，拟建场地内涂层均

20、属弱透水层。渗透系数建议值低液限黏土为 5X10-5cm/s;低液限粉土为6x10-4cm/s。1.2.5 土层承载力特征值根据室内试验及现场标贯试验，结合郑州市西南区域地层经验资料， 经综合分析后提供各层土的承载力特征值及各土层100200KPa压力段的压缩模量值，并据此对各层土的压缩性作出评价见表 1-5。表1-5 各层土承力特征值及压缩性指标表层号fak(KPa)110220230250压缩模量Es(Mpa)压缩性评价中中低中1.2.5.1 坝址区工程地质根据本次勘探钻孔揭露情况，本区岩性为第四系全新统人工杂填土、素填土及第四系上更新统粉质黏土、粉土，各土层自上而下分述如下，详见表1-6

21、。表1-6素填土物理力学性质指标統计表表 值8.2值3.8数据个数3值0.0塑性液性剪切试验压缩试天然(低液限粉土)变异系数.08验粒组成(%)0.07重GskN/m2.7017.72.7018.720132.700.000.00值0.8值8.2值4.8数据个数2低液限黏土18.10.30.0217.92.7117.72.7219.73012值2.22.7118.80.000.7变异系数.090.000.04kN/m14.515.61315.10.30.0214.914.615.91215.40.40.030.691650.8227913130.755720.0390.050.060.7750

22、.665650.8289612120.728830.049100.070.13值32值0.4值2.0数据个数低液限粉土变异系数.0318.515.20.7542.7018.815.50.659812.7019.215.90.707852.7019.015.60.691830.000.00值9.4值4.3数据个数3低液限黏土0.20.20.02210.010.010.030.022.712.7323值2.42.720.01变异系数.060.00值3.118.619.71319.30.30.0219.115.316.11315.80.20.0115.70.657790.7419613130.688

23、890.0210.030.070.69926.116.527.918.4202027.017.80.60.50.020.0328.634.13030.81.50.05<0.C05IpIl8.09.7209.20.50.0517.510.7kPa31-2-1 MPaEs0.00MPa mmmm0.070.62130.230.170.760.31151610150.0315.1-0.2 42021.314.70.56243030121019.011.80.30220.80.90.230.040.080.7821.3 0.2324.7 0.29101323.4 0.251.00.020.04

24、0.0722.80.2615.2 0.1918.60.32101216.30.270.90.036.2889.88.37.5791.710.2137.0090.69.40.390.066.80.70.70.010.070.07 0.060.120.4221.515.7 0.2926.828.227.70.40.0217.618.918.30.50.0228.035.12331.51.80.069.19.99.40.30.0317.620.82319.30.80.040.270.480.360.090.2510.415.92312.31.30.101722190.190.070.46130.31

25、0.140.450.3821252316.30.2223.4 0.2419.9 0.235.00.250.010.0414.80.2116.7 0.311315.80.270.60.030.07 0.04 0.1021.7 15.4 0.285.309.18126.421.020.165.96.9180.484.21882.11.10.017.757.280.360.0515.819.61817.91.10.0680.689.787.13.80.045.457.95136.370.700.116.010.319.412.93.80.2978.881.91080.40.80.0118.121.2

26、1019.60.80.04 杂填土Q4ml丨：黄褐色、以低液限粉土为主，含煤屑、砖瓦碎片、 陶片等生活垃圾，含较多植物根系。场区普遍分布，厚度：，平均；层底标高： 平均；层底埋深：，平均。 素填土Q4ml丨：黄褐色、以低液限粉土为主人工回填冲沟形成。混 少量浅褐红色低液限黏土。分布在场区中部，局部缺失，厚度：，平均；层底 标高：，平均；层底埋深：，平均。 低液限黏土Q3al +pl：浅褐红色，坚硬硬可塑，含白色钙质网 斑及少量钙质结核，粒径225mm场区普遍分布，厚度：，平均；层底标高： 平均；层底埋深：，平均。 低液限粉土Q3al +pl：黄褐色，稍湿，密实，可见锈斑，含少量 钙质结核，粒径

27、530mm场区普遍分布，厚度：，平均；层底标高：，平 均；层底埋深：，平均。 低液限黏土Q3al +pl：褐红色，坚硬硬可塑，可见黑斑，含少 量钙质结核，粒径335mm该层未穿透，最大揭露厚度14.60m。各土层的空间分布见勘探点平面布置图及工程地质剖面图。1.2.5.2 土物理力学指标表1-7各土物理力学指标建议值表物理指标含水量w(%)干重度丫 d比重Gs孔隙比液性指数塑性指数压缩系数压缩模量表1-8各土层的c、©值建议值表层号快剪C kPa15201522(° )22182416饱和固结快 剪C' kPa11151216° 17818101.3工程概

28、况本工程主要包括4局部：大坝、溢洪道工程、人工湖防护边坡、大坝下游护 坡。主要建筑物为大坝、溢洪道工程，最大坝高，溢洪道宽度为 5m次要建筑 物为人工湖防护边坡、大坝下游护坡。初步估算，湖面面积约 4亩，库容约2 万m。根据国家?防洪标准?GB50201-94有关规定，按平原区滨海区的规定确 定为10年一遇设计，20年一遇校核。根据?水利水电工程等级划分及洪水标准? SL252-2000有关规定，水利 水电工程分等指标及主要建筑物级别，根据本工程水库总库容为 2万m和坝高 为，本工程规模为小2型，主要建筑物级别为5级。第2章坝型、坝轴线选择及工程总体布置2.1坝型、坝轴线选择坝型的选择本区岩性

29、为第四系全新统人工杂填土、素填土及第四系上更新统粉质黏土、粉 土。根据该地形处的地质条件及材料可以就地取材，可以选择土石坝方案：1采 用机械化施工，施工速度快；2可充分利用工地挖方来回填土料场，运距较近； 但土石坝防洪能力差，两坝肩开挖量大，土方填方量较大，并且土坝上游伸入湖内， 所占库容较大，土坝下游坡脚临近深沟，易造成下游边坡不稳。同时也可以选择混凝土重力坝方案，因为该方案坝轴线较短，两坝肩开挖量 小，土方填方量较小；坝前不占库容；防洪超泄能力强，除了溢流坝泄流外，特大 洪水时，挡水坝段也可以过水；设计简单，不需要设置涵管；坝体方量小；但所需 的水泥、砂、石料需要外购，运距远，需要人工施工

30、，机械化程度低。本设计为某人工湖挡水坝段设计，其设计方案为混凝土重力坝方案，以便于与 同一根本资料设计的土石坝设计方案进行方案比拟，从中选择最优方案，此设计是 为进行方案优化而选取的。坝轴线的选择本工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土，人工湖坐落在天然宽40m- 50m、长50m- 60m冲沟内，冲沟出口处可设为坝轴线位置。2.2工程总体布置本工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家?防洪标准?GB50201-94,防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m。本工程主要包括4局部：大坝、溢洪道工程、

31、人工湖防护边坡、大坝下游护主要建筑物为大坝、溢洪道工程，最大坝高，溢洪道宽度为 5m次要建筑 物为人工湖防护边坡、大坝下游护坡。初步估算，湖面面积约 4亩，库容约2 万m。工程的总体布置方案框架为：1. 重力坝平面布置本工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土。人工湖坐落在 天然宽40叶50m长50叶60m冲沟内，坝轴线位置为冲沟出口处。根据重力坝的 剖面尺寸来确定坝顶宽度、坝顶高程、上下游坝坡坡比以及开挖线的布置。2. 溢洪道平面布置根据本工程建设勘探点平面位置布置图中的等高线、坝区附近的高程以及地形 状况来确定溢洪道的位置。方案1:将溢洪道布置于重力坝中部，进口为矩形，库水经由

32、溢洪道下泄到坝 轴线下游的另一冲沟内，溢洪道轴线为直线，控制端为无坎宽顶堰，堰顶高程，建 基面。溢洪道由进口段控制段m、泄槽段20m、消力池5m组成。方案2:将溢洪道布置于重力坝右岸坡上，进口为八字翼墙形，库水经由溢洪 道下泄到坝轴线下游的另一冲沟内，溢洪道为正槽式溢洪道，控制端为无坎宽顶堰， 堰顶高程，建基面。溢洪道由进口段m、控制段泄槽段消力池5m 组成。方案1、2进行比照，最终选择溢洪道的布置方案为方案2,将溢洪道布置于重 力坝中部，进口为矩形，库水经由溢洪道下泄到坝轴线下游的另一冲沟内，溢洪道 轴线为直线，控制端为无坎宽顶堰，堰顶高程，建基面。将其布置在该工程建设勘探点平面位置布置图上

33、。第3章坝工设计3.1 挡水坝段断面设计剖面设计原那么：重力坝的设计断面应由根本荷载组合控制，以材料力学法和刚体极限平衡法计算成果作为确定坝体断面的依据，并以特殊荷载组合复核。设计断面要满足稳定和强度要求，保证大坝平安，工程量要小，运用方便，优选体 形，便于施工，防止出现不利的应力分布状态。根本剖面：重力坝的根本剖面是指坝体在自重、 静水压力和扬压力3项主要 荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如图3-1所示。在坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c和扬压力U的条件下，根据 抗滑稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。对于完整性较差、较软弱的地基，f、c值较小

34、，需要将上游坝坡放缓，以 便借助上游坝面上的水重帮助坝体维持稳定。但当n太大时，在满库情况下，合力可能超出底边三分点，坝踵易出现拉应力。根据工程经验，一般情况下，混凝土重力坝上游面一般可做成折坡或是常做 成铅直或上部铅直下部倾向上游；折坡点一般位于1/32/3坝高处，以便于利用上游坝面水重增加坝体的稳定性；上游坝坡坡率n= 0，下游坝坡坡率0.8 ; 底宽约为坝高的倍。坝顶高程坝顶高程分别按设计洪水位和校核洪水位两种情况分别计算，选取两者中防浪墙顶咼程中较咼者作为选定咼程。|坝顶高程根据?混凝土重力坝设计标准?SL319-2005有关规定要求，坝顶应高于校核水位，坝顶上游防浪墙顶的高程与正常蓄

35、水位或校核洪水位的高差 按下式确定，并选高者作为选定高程： h = h 1%+ h z + h c 3-1式3-1丨中： h防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差m；hi%累计频率为1%勺波高mi；hz波浪中心线至正常或校核洪水位的高差mi；he平安超高，正常蓄水位工况 m,校核洪水位工况0.9m。本设计为某人工湖挡水坝段设计不计波浪雍高hz及波高h%坝顶高程取为。根据?混凝土重力坝设计标准?SL319-2005有关标准规定：防浪墙宜采 用钢筋混凝土结构，与坝体连接成整体，墙身应有足够的厚度以抵挡波浪及漂浮 物的冲击，在坝体横缝处应留有伸缩缝，并设止水。坝顶下游设置栏杆。为排除 坝面积水，在坝

36、顶设置排水管，布置见以下图 3-1所示。坝顶宽度坝顶宽度一般取坝高的8%-10%且不小于2m,还应满足运用和施工要求 本设计坝顶宽度取为3m。图3-1坝顶布置示意图坝坡选择上、下游边坡坡度根据?混凝土重力坝设计标准?SL319-2005有关规定， 上游坝坡坡率n= 1 :;下游坝坡坡率。挡水坝段坝顶高程，坝顶宽度 3m。右岸挡水坝坝基最低开挖高程 231.80m, 最大坝高5.5m；左岸挡水坝坝基最低开挖高程231.80m,挡水坝段上游坝坡，下 游坝坡1 ：。重力坝拟定剖面见以下图3-2所示：7600图3-2 重力坝剖面图坝基渗流及稳定分析混凝土重力坝采用北京理正软件设计研究院编制的?理正岩土

37、系列软件 透水地基渗流稳定分析程序?，计算结果如下所示:1.计算工程：渗流设计计算简图图3-3坝基渗流流线图分析类型：稳定流坡面信息上游水位高：5.040(m)下游水位高：0.000(m)上游水位高2: -1000.000(m)下游水位高2: -1000.000(m)坡面线段数4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)土层信息坡面节点数=7编号 X(m) Y(m)00附加节点数=8编号 X(m) Y(m)不同土性区域数=4区号土类型KxKyAlfa节点编号(m/d)(m/d)(度)1细砂0.000000.000000.000 (-2,-1,0,-4,-3,)2细砂0.000380.000380.0

38、00 (1,2,3,4,-4,0,)0.000 (3,2,5,6,)0.000 (6,5,7,8,)3 细砂0.04320 0.043204 细砂0.51840 0.51840面边界数据面边界数=9编号1,边界类型：水头节点号:0 -1节点水头高度5.040 - 5.040 (m)编号2,边界类型：水头节点号：1 - 2节点水头高度5.040 - 5.040 (m)编号3,边界类型：水头节点号：2 - 5节点水头高度5.040 - 5.040 (m)编号4,边界类型：水头节点号：5 - 7节点水头高度5.040 - 5.040 (m)编号5,边界类型：可能的浸出点节点号：7 - 8编号6,边界

39、类型：水头节点号：8 - 6节点水头高度0.000 - 0.000 (m)编号7,边界类型：水头节点号：6 - 3节点水头高度0.000 - 0.000 (m)编号8,边界类型：水头节点号：3 - 4节点水头高度0.000 - 0.000 (m)编号9,边界类型：水头节点号：4 - -4节点水头高度0.000 - 0.000 (m)点边界数据点边界数=2编号1,边界类型：水头节点编号描述：-5节点水头高度5.040(m)编号2,边界类型：水头节点编号描述：-4节点水头高度0.000(m)计算参数剖分长度=1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化)=0.100%最大的迭代次数=30输出内

40、容计算流量：流量计算截面的点数=2编号 X(m) Y(m)画分析曲线：分析曲线截面始点坐标：(0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标：(30.000,0.000)计算结果:渗流量=1.07371 m 3/天2.计算工程：渗流校核计算简图图3-4坝基渗流流线图分析类型：稳定流坡面信息上游水位高：5.610(m)下游水位高：0.000(m)上游水位高2: -1000.000(m)下游水位高2: -1000.000(m)坡面线段数4 坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)土层信息坡面节点数=7编号 X(m) Y(m)附加节点数=8编号 X(m) Y(m)8337.500 -687.200不同土性

41、区域数=4区号土类型KxKyAlfa节点编号(m/d)(m/d)(度)1细砂0.000000.000000.000 (-2,-1,0,-4,-3,)2细砂0.000380.000380.000 (1,2,3,4,-4,0,)3细砂0.043200.043200.000 (3,2,5,6,)4细砂0.518400.518400.000 (6,5,7,8,)面边界数据面边界数=9编号1,边界类型：水头节点号:0 -1节点水头高度5.610 - 5.610 (m)编号2,边界类型：水头节点号：1 - 2节点水头高度5.610 - 5.610 (m)编号3,边界类型：水头节点号：2 - 5节点水头高度

42、5.610 - 5.610 (m)编号4,边界类型：水头节点号：5 - 7节点水头高度5.610 - 5.610 (m)编号5,边界类型：可能的浸出点节点号：7 - 8编号6,边界类型：水头节点号：8 - 6节点水头高度0.000 - 0.000 (m)编号7,边界类型：水头节点号：6 - 3节点水头高度0.000 - 0.000 (m)编号8,边界类型：水头节点号：3 - 4节点水头高度0.000 - 0.000 (m)编号9,边界类型：水头节点号：4 - -4节点水头高度0.000 - 0.000 (m)点边界数据点边界数=2编号1,边界类型：水头节点编号描述：-5节点水头高度5.610(

43、m)编号2,边界类型：水头节点编号描述：-4节点水头高度0.000(m)计算参数剖分长度=1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化)=0.100%最大的迭代次数=30输出内容计算流量：流量计算截面的点数=2编号 X(m) Y(m)画分析曲线：分析曲线截面始点坐标：(0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标：(30.000,0.000)计算结果：渗流量=1.19515 m 3/天计算出的渗流量有点大，需要进行地基处理，坝基才能不会发生渗透破坏。 为提高坝基抗渗性，提高持力层的承载力，采用换土垫层的方法，挖除建基面之 上土之后，对建基面之下土壤进行夯实，最后再进行回填的素混凝土垫层施工

44、。坝体稳定和应力计算重力坝的荷载及组合荷载是重力坝设计的主要依据之一，荷载可按作用随时间的变异分为三类：1. 永久作用；2.可变作用；3.偶然作用。设计时应正确选用其标准值、分项系数、 有关参数和计算方法。重力坝承受的荷载与作用主要有：自重；静水压力；扬压力；动水压力；波 浪压力；泥沙压力；冰压力；土压力；温度作用；风作用；地震作用等。1、荷载组合在设计重力坝剖面时，应按照承载能力极限状态计算荷载的根本组合和偶然 组合。荷载组合有：正常蓄水位情况、设计洪水位情况、冰冻情况；偶然组合有： 校核洪水情况、地震情况。设计时应对这五种情况分别进行计算，但由于近场区可能存在发生6级地震的背景，不考虑地震

45、荷载，本次设计仅选取设计洪水位和 校核洪水位情况进行荷载分析计算。表3-1计算工况及荷载组合表荷载组合计算工况上游水位m下游水位m何载自重静水压力扬压力浪压力淤沙压力根本组合设计洪水位0无水VVV特殊组合校核洪水位237.37无水VVV重力坝的荷载计算*,IV 1ZP klZ/11111图3-5重力坝荷载计算图1. 自重单位宽度上坝体自重 W标准值计算公式如下:W Ac kN/m 3-2式3-2丨中：A坝体横剖面的面积，常将坝体断面分解成简单的矩形、三角形计算；Yc坝体混凝土的重度，kN/m，根据选定的配合比通过实验确疋,般米用计算自重时，坝体的自重的作用分项系数为设计工况下：V=1/2*1.

46、1*5.5*24*1=72.6 kN;偏心距为，那么设计弯矩值为72.6*3.07=222.88 (kN*m) (J);W2=3*5.5*24*1=396kN ;偏心距为，那么设计弯矩值为396*1.2=475.20 (kN*m)(J);W3=1/2*3.5*5*24*仁210kN ;偏心距为，那么设计弯矩值为210*1.47=308.70 (kN*m) (J);校核工况下：W=1/2*1.1*5.5*24*1=72.6 kN;偏心距为，那么设计弯矩值为72.6*3.07=222.88 (kN*m) (J);W2=3*5.5*24*1=396kN ;偏心距为，那么设计弯矩值为396*1.2=4

47、75.20 (kN*m)(J);W3=1/2*3.5*5*24*仁210kN ;偏心距为，那么设计弯矩值为210*1.47=308.70 (kN*m) (J);2. 静水压力静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载。计算时常分解为水平水压力Ph和垂直水压力R/两种。Pv Aw Y kN/m 3-31 2Ph 2 H kN/mS3-4上式3-3、3-4丨中：2AW 坝踵处所作的垂线与上游水面和上游坝面所围成的面积，m;h计算点处的作用水头，m水的重度,kN/m3，常用 30静水压力分项系数采用。合力作用点在压力图剖面形心处，不计淤沙压力和 浪压力。设计工况下：1水平水压力Ph=1/2*9.81*4

48、*仁78.48kN ; 偏心距为，那么设计弯矩值为78.48*1.33=104.64 (kN*m) ();由于下游无水，Ph2=0 ;2垂直水压力Pvi kN;偏心距为，那么设计弯矩值为 12.08*2.182=26.36 (kN*m)(0 ；Pv2 kN ;偏心距为，那么设计弯矩值为 4.24*2.5=9.54 (kN*m)(0 ；校核工况下：1水平水压力Ph=2*i=102.44 kN;偏心距为，那么设计弯矩值为 102.44*1.52= 155.71 (kN*m)(一)；下游无水，PH2=0;2垂直水压力设计工况下：Pv1kN;偏心距为，那么设计弯矩值为*3.53=55.42 (kN*m

49、) (0 ;校核工况下：Pv1kN;偏心距为，那么设计弯矩值为 20.49*3.50=71.72(kN*m)(0 ;3. 扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两局部。渗透压力是由上下游水位差产生的 渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。 浮托力是由下游水深淹没坝体计算 截面而产生的向上的压力。扬压力的分布与坝体结构、上下游水位、防渗排水设施等因素有关。不同 计算情况有不同的扬压力。坝底面上的扬压力：当坝底面上游侧设有防渗和排水孔幕时， 坝底面上游 坝踵处的扬压力作用水头为 H;排水孔中心线处的扬压力作用水头为 H2+H H-H2；下游坝趾处为H2;三者之间用直线连接.计算扬压力时，U = y HbBkN/m3-5式3-5丨中：a扬压力渗透系数；Y水的重度，kN/m3, 一般采用30H渗透压力水头；b 渗透压力计算图形的宽度；B坝体单宽长度；该小型重力坝的渗透压力示意图见以下图 3-6所示图3-6重力坝荷载计算图其中渗透压力系数由下表3-2所示查得,表3-2渗透压力系数图坝基处理情况坝型及部位设置防渗帷设置防渗帷幕及主、副排水孔并抽排幕及排水孔部位