土石坝实训文档

土石坝实训文档TheStandardizationOfficewasrevisedontheafternoonofDecember13,2020湖南水利水电职业技术学院HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower综合实训成就书班级：13级水建一班姓名:庄蕾学号：201302010031指导老师:王菜刚任务下达日期：2015年6月1日设计达成日期：2015年6月7日目录第一章、设计任务书............................................-4-第二章、基本资料及设计数据....................................-6-2.1设计资料...............................................-6-2.2水位...................................................-7-2.3气象资料...............................................-7-2.4筑坝资料及坝基岩石物理力学性质..........................-7-第三章、土坝种类及剖面基本尺寸拟定............................-8-3.1坝顶高程..............................................-8-3.2坝坡...................................................-9-3.3排水设备...............................................-9-3.4心墙..................................................-10-第四章、渗流计算.............................................-10-4.1渗流分析的方法........................................-10-4.2单宽流量计算公式......................................-10-4.3浸润线计算公式........................................-10-第五章、坝坡坚固分析.........................................-11-第一章、设计任务书一、题目土石坝课程设计二、设计资料某水利枢纽，拟定坝型为土质心墙坝，其任务以防洪为主，兼顾发电，浇灌的要求，大坝为3级建筑物，基本资料以下：水电规划成就。上游设计洪水位355.0m,相应的下游水位为328m；上游校核洪水位356.3m,相应的下游水位为329m；正常高水位354m；死水位339.5m。2.地点资料。河床高程328m,约有l~2m的淤泥层，清基后的最低高程为326m。基岩为石灰岩，节理裂隙少，地质结构优秀。拟定黏土心墙的浸透系数k=1.0*10A(-6)cm/s,坝壳沙壤土的浸透系数k=1.0*10A(-4)cm/s,土壤的内摩擦角0=20.1。，c=15kpa,湿容重vm=19.5kN/m3,浮容重y=10.5kN/m3,饱和容重ysat=20.5kN/m3。其他资料。建议下游设堆石排水棱体，下游坝坡坡比建议1:2.5。风区长度D=900m,多年均匀最暴风速15m/so三、设计内容大坝基本剖面的设计大坝渗流分析，只算设计洪水位采用瑞典圆弧法进行大坝下游坝坡坚固计算，只算设计洪水位四、设计要求计算书应书写清楚，字体工整，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入，并尽量利用表格编制计算过程。图纸应整齐，线条及字体应规范，并在规准时间内达成。五、时间安排2014年至2015年第二学期第14周上课次数第?节第二节周一任务熟悉及基本知识复:土石坝基本尺寸计算周二渗流分析渗流分析周三坚固计算坚固计算周四图纸整理，文本整理图纸整理，文本整理周五实训争论实训争论六、课题达成后应提交的资料每位同学按规定的有关格式独立达成上述设计任务的成就一份，包括：(1)设计说明书。要求说明设计的步骤、依照的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成就列入表格°(2)设计图纸为CAD绘制的基本剖面图，渗流分析计算图，瑞典圆弧法坚固分析图纸。实训曰志及实训心得报告。七、成绩核查成绩核查、成绩评定分为：优、良、中、及格、不及格五等级，实训考勤30%,期中实训表现占30%,成就作业站40%。八、装订请将以下内容装订成册(A4纸打印)，前后次序以下：封面目录设计任务书实训报告图纸实训总结第二章、基本资料及设计数据2.1设计资料某水利枢纽，拟定坝型为土质心墙坝，其任务以防洪为主，兼顾发电，灌溉的要求，大坝为3级建筑物，基本资料以下：水电规划成就。上游设计洪水位355.0m,相应的下游水位为328m；±游校核洪水位356.3m,相应的下游水位为329m；正常高水位354m；死水位5mo2.地点资料。河床高程328m,约有广2m的淤泥层，清基后的最低高程为326m。基岩为石灰岩，节理裂隙少，地质结构优秀。拟定黏土心墙的浸透系数k二1.0*10"(-6)cm/s,坝壳沙壤土的浸透系数k=l.0*107-4)cm/s,土壤的内摩擦角屮二20.1。，c=15kpa,湿容重ym=19.5kN/m3;浮容重y'=10.5kN/m3;饱和容重ysat=20.5kN/m3o3.其他资料。建议下游设堆石排水棱体，下游坝坡坡比建议1：2.5。风区长度D二900m,多年均匀最暴风速15m/so2.2水位死水位：339.om；正常蓄水位354.0m；设计洪水位：355.Om；校核洪水位：356.3m;正常蓄水时下游无水；设计洪水时下游水位：328m；校核洪水时下游水位：329mo2.3气象资料校核洪水情况下均匀最暴风速15m/s；正常蓄水位及设计洪水情况下最狂风速为30m/s,水库吹程D二900m°采用莆田公式进行波浪要素：波高和波长的计算，情况以下为：1、设计洪水时：均匀波咼hm-O.46m,均匀波长Lm-1-1.2m3、校核洪水时：均匀波高hm二0.22m,均匀波长Lm=6.7m2.4筑坝资料及坝基岩石物理力学性质内摩擦角少(°)=20.1湿容重二19.5浮容重二10.5饱和容重二20.5粘聚力c=15kapa第三章、土坝种类及剖面基本尺寸拟定3.1坝顶高程坝顶高程由水库静水位加波浪爬高和壅水面高度及安全加高确定。坝顶高程或坝顶上游防浪墙顶的高程按下式计算：坝顶高程二设计洪水位+正常运用条件的卜加二校核洪水位+特别运用条件的山菲二正常蓄水位+特别运用条件的山‘非+卜加坝顶静水位超高值按下式计算：Y=+A式中：R——波浪在坝坡上的设计爬高，m；°——风壅水面高度，m；A——安全加高，mo该坝的级别为III级，则正常运行的安全加高A二0.7m,特别运行的安全加高A二0?4mo(1)风壅水面高度的计心导寻COS0算：式中：K——综合摩阻系数，取3.6x10";v——计算风速，正常运用条件下的5级坝，采用多年均匀离地面10m高的最暴风速的1.5倍，特别运用条件下，采用多年均匀年最暴风速；D——风区长度，为100m；P——计算风向与坝轴线法线的夹角；Hm——水域均匀水深27m,取坝前水深的2/3,为18m。(2)波高和波长的计算，在三种设计工况下分别为:1、设计洪水时：均匀波咼hm-O.46m,均匀波长Lm-14.2m2、校核洪水时：均匀波高hm=0.22m,均匀波长Lm=6.7m(3)均匀波浪爬高的计算-J加厶”vl+w心—均匀波浪爬高，m；加—单坡的坡度系数，取3.0；——斜坡的糙率浸透性系数，依照护面种类为砌石，取K」=0.775.I瓦——经验系数C最后计算成就：坝顶高程计算运用情况静水A超咼坝顶高位R程H(m)Y(m)(m)H(m)((m)0.0052.326设计2.150洪水47365504580.785597355578357.较大取0.8940.00185为值357.855978242坝高72590376140.4673?2坝坡因最大坝高约356.3-326.0=30.3m,故采用二级变坡。上游坝坡：从坝顶到坝踵依次为1：2?5下游坝坡：从坝顶到坝踵依次为1:2.5马道:马道高不王为343叫马道宽度取2m,设0.3mx0.3m排沟渠。3?3排水设备堆石棱体排水尺寸确定：顶宽2.Om,内坡1：1.5,外坡1：2,顶部最高水位须超出下游最高水位对I、二级坝不小于1.Om,对III、IV、V级大坝不小于0.om.由已知条件可知，此次设计大坝为川级大坝经过校核洪水位356.3m，相应下游最高洪水位为329.00m,超高取1.5m,所以顶部高程为329.00+1.5=330.5m。3.4心墙心墙尺寸确定：心墙比校核洪水位校高0.5m,所以顶部高程为356.3.00+0.5m=356.8m,坝款取4米，坡度两边都取1:0.15。第四章、渗流计算4.1渗流分析的方法采用水力学法进行土坝渗流讣算。求解渗流流量和浸润线方程。4.2单宽流量计算公式q=空％（其中5为防渗体的等效宽度）经过心墙的单宽流量25经过心墙下游坝壳的单宽流量为2L,联立二式得：he=8.187239746Q=4.48938E-054.3浸润线计算公式本设讣仅对河槽截面处进行最大断面的渗流讣算，并假定地基为不透水。x和y数值X010203040506070.2y二23.6026046034.6858851725.5620391746.3178350486.9924101437.6074016288.187239746第五章、坝坡坚固分析5.1坚固计算条件本设计黏土心墙坝，在正常蓄水位坚固渗流条件下，采用圆弧滑动面坚固计算方法：5.2坚固计算原理假定滑裂面为圆柱面，将滑动面内土体看做刚涂零落，土体绕滑动面的圆心转动即为边坡失稳。5?3坚固计算结果表土务编军号度BsinPicosBihllh2iVnhliV"h2i7gath2i（）（◎+⑨Jsinp⑦+?⑧cos&tan^①②⑤⑥⑦?⑨⑩?00016.53.9127.541.3780.7761.774564130160.1040.99458.93?172.840.43T8.92577.5485759226.296002632120.2080.9782112.9220.530.5659.65589.8340430358.22775483170?2920.9563141.2270.112.1823.7898.7274605785.872616824240.4070.9136150284.7009574268935300.50.866213D258.20081.78992406129.03064516370.6020.7988110205.10059.93577299123.40269217440.6940.71965?099.060026.072079196&785111218540.8090.58820.101.125000.2420441620.909949379-1-63.184.4432.5563.5542.55268723-15.4608314-2-12-0.210.97822.51.247.7812.8125.0121.67501193-15.1252931共计655.2368119577.6813369弧长二87.50133333安全系数K二1.445579109课程总结报告为期一周的课程设计终于在紧张的节奏中凑近结尾，一周的时间，同学们都受益匪浅，它是忙碌的，但更是充分的。课程设计，是《土石坝设计》课程，主假如复习有关知识点。它牵涉到了两年来所学的有关水工建筑物方面课程如《工程制图》、《工程力学》、《工程地质与土力学》特别是《水工建筑物》的内容，还涉及到了未曾学习的《资料力学》等课程内容，可以说它是对两年来前面所学各课程的一个很好总结，更是一个空前未有的实践性挑战！一周的时间，是漫长的。可以看出，一每日，同学们多数是一步步熬过来的，因为同学们在设计时对太多东西都不是很确定，像对闸底板的选材及对闸室的校核等部分内容我们未曾做过，这要开销我们一部分时间去一点一点儿的查找资料学习，在加上校核的频频性，说是熬过来的一点儿也不为过。但一周的时间，也是短暂的。超负荷的工作量，让我们从清晨9点到晚大将近10点除了吃饭把全部的时间都泡在了土石坝设计教室中，但