美坑泥石流计算书

设计附件（备案）安徽省黟县美溪乡美坑泥石流治理工程设计计算书计算：余振锡校对：孙凤贤审核：马作明安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院

2007年8月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、泥石流设计计算基本思路4二、泥石流计算所需基本特征值参数4（一）泥石流体重度Yc的确定及确定方法4\o"CurrentDocument"（二）泥石流体颗粒组成的确定6\o"CurrentDocument"（三）泥石流固体颗粒重度YH确定及确定方法7\o"CurrentDocument"（四）泥石流流体粘度n确定及确定方法7\o"CurrentDocument"三、泥石流设计动力学参数取值8\o"CurrentDocument"（一）泥石流流速8（二）泥石流峰值流量9\o"CurrentDocument"（三）一次泥石流过程总量计算12\o"CurrentDocument"（四）泥石流石块运动速度计算13\o"CurrentDocument"（五）泥石流冲击力计算14\o"CurrentDocument"（六）泥石流冲起高度的确定15\o"CurrentDocument"（七）泥石流的弯道超高16\o"CurrentDocument"（八）泥石流设计参数取用16四、拦挡坝稳定性、强度、地基承载力计算17（一）、选定验算的断面参数17\o"CurrentDocument"（二）、荷载取值及组合19（三）、坝体稳定性、地基承载力计算22\o"CurrentDocument"（四）、坝体强度计算24五、排导槽验算30六、计算断面与选择断面关系说明32一、泥石流设计计算基本思路泥石流设计计算的基本思路是：1、确定所需的基本特征值参数2、确定动力学参数3、确定所要验算的拦挡结构断面参数4、确定荷载组合及计算荷载5、计算拦挡结构的抗滑、抗倾覆稳定性，拦挡结构截面抗剪强度、抗压强度、地基承载力计算验算6、导流槽截面验算7、决定选择的断面参数是否合理，如果合理则按所选方案进行设计。二、泥石流计算所需基本特征值参数.（一）泥石流体重度Yc的确定及确定方法按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220—2006）,采用现场称重法并结合当地目击者回忆以及工程经验进行综合确定。1、现场调查试验法（称重法）选择泥石流流通区后段及堆积区较典型泥石流体地段进行现场采样（采样的要求严格按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220—2006）执行），同时选择8〜10位目击者，根据当时的目击状况配置泥石流体样品，进而得出了泥石流的重度参考值，计算公式见式（1）。共得出了三组数据，见表1。Yc=Gc/V（1）式中：Yc为泥石流体重度（kg/m3）Gc为样品总重（kg）V为泥石流样品体积（m3）表1称重法泥石流重度实测表样品米集点样品重量（kg）水重(kg)泥石流体重（kg）泥石流体总体积（m3）泥石流体重度（kg/m3）流通区后段3610460.03171450堆积区点13811490.03181540堆积区点2359440.028215602、形态调查法在现场回访多人次，描述当时见到的泥石流体的“稀稠”状态，按此进行判断。判断表见表2。表2形态调查法泥石流体重度选择表调查对象编号描述对应的重度值（kg/m3）备注甲稠浆状1400〜1600注：对应的重度值按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220-2006）确定乙稀浆状1200〜1400丙稠浆状1400〜1600丁稠浆状1400〜1600戊稀浆状1200〜1400己稠浆状1400〜1600庚稠浆状1400〜1600辛稠浆状1400〜1600分析表1、表2,同时结合泥石流体的成分组成、颗粒组成特点，参照类似工程经验，综合取定本地泥石流重度取值为1550kg/m3即15.5kn/m3。泥石流体颗粒组成的确定泥石流体颗粒组成可采用体积法和方格网法，其中体积法较为准确，本次采用该法确定泥石流体颗粒组成。本次设计在泥石流堆积区、流通区共选择3个测点现场采样并采用现场大颗分法进行测试。具体的测试方法严格按照《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220—2006)规定现场颗分法进行。3个代表性地段采取的样品重量在230〜360kg之间，得到的测试结果见表3。测试结果表明：组成泥石流体的主要颗粒级别在50mm以下，约占总重的85%以上，其次是50mm〜100mm之间的颗粒，约占总重的6%左右，100〜150mm约占总重的4%左右，150〜200mm约占总重的3%左右，而大于200mm以上的颗粒只占总重的2%左右，分析结果表明，组成泥石流的主要为粒度较小的颗粒，这与形成泥石流体的松散物质来源主要为残坡积层有关，而残坡积层内的主要碎石成分均来源于相对软弱的页岩及泥质灰岩基岩的风化物。表3泥石流颗粒分析一览表测试点八、、编号测试位置样品总重(kg)颗粒级别(mm)项目<1010-2020-5050-100100-150150-200>200K1堆积325.80重量(kg)170.0052.8068.7522.1011.900.25-

扇含量(%)52.1016.1021.006.603.500.70_K2堆积扇234.00重量(kg)68.151559.8063.9015.909.751.45含量(%)29.006.4025.5027.306.704.200.60K3流通区361.05重量(kg)167.4035.80108.6013.956.9510.9517.40含量(%)46.409.9030.003.801.903.04.80泥石流固体颗粒重度YH确定及确定方法采用比拟法确定泥石流固体颗粒重度Y。H按照铁道及公路系统积累的经验，泥石流固体颗粒重度Yh一般取值范围为24kn/m3~27kn/m3之间，主要取决于泥石流主要的母岩组成分。根据本处泥石流体的特征，选定泥石流固体颗粒重度Yh为26kn/m3。泥石流流体粘度n确定及确定方法采用形态调查法确定，本次设计根据形成泥石流的山坡、沟床、土壤特征，并访问了10位老居民所见的暴发泥石流时的流体形态描述，按下表4确定泥石流粘度n。表4泥石流粘度n选定表土壤特征轻质砂粘土粉土及重质砂粘土粉土及重质砂粘土粉土及重质砂粘土粘土泥石流体稠度稀浆状稠浆状稀泥状稠泥状稀粥状粘度(Pa.s)0.3~0.80.5~1.00.9~1.51.0~2.01.2~2.5根据10位老人回忆，有6位认为当时泥石流体应为稠浆状，3位认为应为稀泥状，1位认为为稠泥状；而根据场地调查，按照土壤学土体分类，山坡的主要组成应为粉土及重质砂粘土，故综合判定泥石流粘度n取值为1.0Pa.s。三、泥石流设计动力学参数取值泥石流设计还需要其他特征值参数，这些参数主要根据泥石流工程经验及动力学、水力学、水文学有关原理得出，即泥石流设计所需的动力学有关参数的计算与选定。这些特征值参数包括泥石流流速、泥石流流量、一次泥石流过程总量、泥石流石块运动速度、泥石流冲击力、泥石流冲起高度和泥石流弯道超高。（一）泥石流流速计算泥石流的公式较多，大多带有经验性质，一般分为稀性泥石流流速计算公式、粘性泥石流流速计算公式和泥石流中大块石计算公式三类。按照本处泥石流的特点，我们采用铁二院计算公式，见式2。（2）V=1-1-H2/3.11/2c.、.'¥9+1nmv（2）式中：V—泥石流流速，（m/s）;YH—固体物质重度（t/m3），取为2.6t/m3;u—泥石流重度修正系数（泥石流泥沙修正系数）;l/n一泥石流清水沟床糙率系数。上述计算公式中泥石流泥沙修正系数U值可按照相关公式计算，也可依据“泥石流易发程度综合评分得分值N”查取《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220—2006）中相应表格得出。本处泥石流综合评分N为87分，查表得出的值换算为相应泥石流重度、固体物质重度条件下的相应值为0.60。计算断面平均水深（也即水力半径R的代替值）Hmv可按照调查资料得到。本次设计根据泥石流调查、回忆回访及泥石流沟床的观察综合确定得拟设1#坝体断面（即断面1）处为1.80m，拟设2#坝体断面（即断面2）处为2.20m。清水沟床糙率系数1/n可根据沟床沉积物特征、沟床平整度、沟床纵坡等查取地区相关水文手册得到。本次设计按照1984年安徽省水文手册皖南地区相关资料取断面1处1/n=7.67，断面2处1/n=6。清水水力坡度I为实测的值，一般可取沟床纵坡代替。按照勘查得到的断面1处为150%。，断面2处为120%。。将YH=2.6t/m3、=0.6、1/n=7.67（断面1）、1/n=6（断面2）、I=150%o（断面1）、I=120%（断面2）、Hmv=1.80m（断面1）、Hmv=2.20m（断面1）带入式（2）可得两个拟设坝体处的泥石流流速为:VC1=2.74m/sVC2=2.20m/s（二）泥石流峰值流量（1）现场形态调查法现场形态调查法确定泥石流峰值流量的公式见式（3）Qc=VcXFc（3）式中：QC一泥石流流量（m3/s）；VC—泥石流流速（m/s）；Fc—泥石流过流断面面积（m2）按照前述得出的流速及设坝实测的过流断面积（Fc1=14.2m2、Fc2=22.40m2），得出两个断面处的泥石流流量为：QC1=38.72m3/sQC2=49.20m3/s雨洪计算法主要引用水利系统的洪水计算法经修正而得，即假设泥石流与暴雨同频率且同步发生、计算断面的暴雨洪水设计流量全部转化为泥石流流量，其计算公式见式(4)。QC=(1+)XQpXDc(4)式中：一泥石流流量修正系数(泥石流泥沙修正系数)；Qp一设计频率下的沟谷清水洪峰流量(m3/s)；Dc一河道堵塞系数。其中泥石流流量修正系数见前述=0.60Qp按照水利部门洪水公式计算求出，见下式(5)。Qp=0.278WxFXSp/Tn(5)式中：w一洪峰径流系数，即汇流时间T内最大降雨H与其所产生的径流深h之比，计算见后；F一汇雨面积(km2)，取为本处实际至三侧分水岭的汇水面积0.45km2；SP—雨力(mm/s)，计算见后；T一汇流时间，即降雨从沟端汇到沟口所经历的时间(h)，计算见后；n一暴雨随历时增长而递减的衰减指数，查表得出为0.665。上述各参数的计算见下列各式：TOC\o"1-5"\h\zSP=H24P/241-n(6)H24P=KPXH24P(7)W=n("/T)1-n(8)tc=[(1-n)XSP/p]1/n(9)T=T0XW-1/(4-n)(10)T0=0.2783/(4-n)/(mJ1/3/L)4/4-n(SpF)"n(11)M=（1—a24）H24p/24（12）式中：T0—W=1时流域的汇流时间，小时（h）；L一自流域出口断面沿主河道至分水岭的河流长度，km,本次设计按照沟口至主河道分水岭总长度取值为1.20km；tc一净雨历时即产流历时，小时（h）；M一地面平均入渗率（产流历时内），mm/h；m一综合汇流参数，本次设计按照《安徽省水文手册1984》皖南地区查取为0.30；J一河道的平均坡降，取值按照实测平均值取为6.6%a24—24小时降雨历时径流系数，按照《安徽省水文手册1984》皖南地区查取为0.50旦斗一多年平均24小时降雨量，经黟县水文站实测为151.30mm（1980—2004年）。上述各式中的有关参数计算涉及到大量的图表和暴雨统计资料及公式（详见《安徽省水文手册1984》），最后选用的有关参数及计算结果见表5~7。洪水设计频率是按照确定的泥石流防治工程安全等级来确定的，按照本处确定的50一遇设计（即设计洪水频率2%），100年一遇校核（即校核洪水频率取为1%）。按照《安徽省水文手册1984》皖南地区水文参数径流变差系数Cv取0.55，偏差系数取为Cs=3.5Cv。同样，模比系数Kp根据设计频率P、Cs与Cv的关系查表得出，见表5。表5设计频率下的暴雨计算计算频率P（%）2.01.0Kp2.582.96H24(mm)390.35447.84表6洪水计算结果（断面1）

计算频率P(%)2.01.0模比系数K2.582.96p暴雨雨力S(mm/h)134.62154.44p汇流时间T(h)1.10350.88计算洪峰流量(ms/s)16.7819.81设计1日洪水总量(ms)140527.44161225.28表7洪水计算结果(断面2)计算频率P(%)2.01.0模比系数K2.582.96p暴雨雨力S(mm/h)134.62154.44p汇流时间T(h)0.96940.9300计算洪峰流量(ms/s)19.7723.35设计1日洪水总量(ms)171755.36197053.02按照前述确定的泥石流重度、固体物质重度计算出Kq=1.60,堵塞系数查取规范相关图表取中等堵塞1.50，得到设计断面处如下泥石流峰值流量计算结果：Qci=40.27m3/s(P=2%)Qci=47.54m3/s(P=1%)Qc2=47.45m3/s(P=2%)QC2=56.00m3/s(P=1%)泥石流峰值流量取值综合上述(1)、(2)计算结果，选择泥石流设计流量见表8：表8泥石流设计流量选择表计算频率P(%)2.01.0q(m3/s)4048C1Q(m3/s)4856C2(三)一次泥石流过程总量计算根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220—2006),泥石流一次过程总量按照下列各式计算：Q=KTQc(13)Qh=q(Yc—Yw)/(Yh—Yw)(14)式中：Q一泥石流一次总量，m3；Qh一泥石流一次冲出固体物质总量，m3；K一计算系数，按照规范，流域面积小于5km2取为0.202；C—泥石流重度，kn/m3,根据前述计算取为15.50；Y可一清水重度，kn/m3，9.80；T一泥石流历时，s，根据调查回访确定，约为3000s；H一泥石流中固体物质比重，按照前述取值为26kn/m3QC为泥石流峰值流量，见前述计算表8结果。计算结果见表9、表10。表9泥石流总量计算结果（断面1）计算频率P（%）2.01.0Q（m3）2424029088Q（m3）833310000表10泥石流总量计算结果（断面2）计算频率P（%）2.01.0Q（m3）2908833936Q（m3）1000011664H（四）泥石流石块运动速度计算在缺乏大量试验数据和实测数据的情况下，《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220—2006）推荐采用如下经验公式计算泥石流石块运动速度：Vs=ad0.5max（15）式中：VS一泥石流中大块移动速度（m/s）；dmax一泥石流中大块粒径（m）；a一摩擦系数经验值，一般取4。按照现场调查沟口的最大块石的长轴粒径统计约0.60m推算得出块石运动速度为3.0m/s。（五）泥石流冲击力计算泥石流冲击力分为流体整体冲击力和个别石块冲击力两种。1、整体冲压力计算整体冲压力计算见下式（16）：6=入X（Yc/g）V；sina（16）式中：6为泥石流整体冲击力（kn）；g为重力加速度（m/s2）;a为建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角（°）,取为90°；入为建筑物形状系数，圆形、矩形、方形分别取1.0、1.33、1.47。根据具体设计的支挡形式进行计算，带入前述各节得出的当设计为矩形拦挡坝时得出受泥石流直接冲击的1#坝处为6=15.80kn,拟设2#坝处为10.18kn。参照铁道、交通及国外一些资料，泥石流实际的冲击力可能大于计算所得，一般在计算的基础上增加50〜60%，本次设计取值为按60%增加考虑取为1#坝处为25.28kn，2#坝处为16.28kn。2、泥石流体中大块石的冲击力F：按照泥石流勘查规范确定。F'A^EJV.2Wsina（概化为简支梁模型）（17）gL（根据设计的拦挡结构类型，本处应为简支梁模型，a取为90°）。式中：E为构件弹性模量（kPa），查砌体结构手册，M7.5级块石砌体

取为5.20X106(kPa)；J为构件截面中心轴的惯性矩，(m4),按照材料力学公式取计算截面为梯形，坝体按简支梁模型考虑，计算得出Jj=72m4,J2=189m4；L为构件长度(m),按照设计1#坝为49.4m、2#坝为89m；Vs为石块运动速度(m/s)；按前述计算为3.0m/s；W为石块重量(t)，取为最大块石0.60m，按照沟口实测的最大块石(0.6mX0.1mX0.06m，多为长条状)估算重量为93.6N;得到设计参数为：FC1=11.40tFC2=7.50t泥石流冲起高度的确定依据《泥石流灾害防治工程勘查规范》(DZ/T0220—2006)，假定泥石流流速为Vc，那么泥石流最大冲起高度^H为：(18)△H=Vc2/2g泥石流在爬高过程中由于受到沟床阻力的影响，其爬如H为:(18)△H’=bVc2/2g20.8Vc2/g(19)b为迎面坡度的函数。根据给定的泥石流速度，计算出两个断面处的的最大冲起高度为：H为：H1=0.38m受阻爬高为：H’1=0.61m△H2=0.25m△H’2=0.40m泥石流的弯道超高泥石流弯道超高采用如下公式计算：h=2.3(Vc2/2g)lg(R2/R1)(20)式中:△h—弯道超高；R2一凹岸曲率半径，断面1处实测为约36m,断面2处为30m；R1一凸岸曲率半径，断面1处实测为约12m,断面2处为10m；Vc—泥石流流速，按前述计算取值。按泥石流受阻爬高计算出弯道超高为：h]=0.42m△h2=0.28m泥石流设计参数取用泥石流设计参数取用值，见表11。表12泥石流设计参数选用值一览表序号参数名称选用值1泥石流重度Yc(kn/m3)15.52固体物质重度丫H(kn/m3)263泥石流粘度n(Pa.s)14泥石流流速Vc1(m/s)2.745泥石流流速VC2(m/s)2.26泥石流峰值流量Qc1(m3/s)(P=2%)40(P=1%)487泥石流峰值流量Qc2(m3/s)(P=2%)48(P=1%)568泥石流过程总量Q1(m3)(P=2%)24240(P=1%)290889泥石流过程总量Q2(m3)(P=2%)29088(P=1%)3393610整体冲压力01(kn)25.2811整体冲压力02(kn)16.2812大块石冲击力F1(t)11.413大块石冲击力F2(t)7.514最大冲高^H11(m)0.3814最大冲高^H12(m)0.2515受阻爬高^H'11(m)0.6116受阻爬高^H'12(m)0.417弯道超高^h11(m)0.4218弯道超高^h12(m)0.28四、拦挡坝稳定性、强度、地基承载力计算泥石流拦挡坝一般按照水利工程的坝体验算原理验算，本设计为砌石重力坝，故按照相关验算进行验算。验算的基本公式参照《泥石流灾害防治工程设计规范》(暂编号DZ/T0239-2004)中华人民共和国地质矿产行业标准(未正式发布)，荷载组合参照《浆砌石坝设计规范》(SL25-2006)执行。(一)、选定验算的断面参数1、设计的4道坝体断面参数为：1号主坝：坝长：49.4m坝高：净高6m断面：梯形其中坝顶宽3m坝底宽11m迎水面坝坡比：1：0.7背水面坝坡比：1：0.3坝顶标高：232m最低坝底标高：224m结构：M7.5浆砌块石，坝基底设0.2mC10混凝土垫层。块石要求饱和单轴抗压强度大于30MPa以上，块度一般大于40cm。基础埋深：最大2m1号副坝坝长：35.5m坝高：净高4.5m断面：梯形其中坝顶宽3m坝底宽10m迎水面坝坡比：1：0.7背水面坝坡比：1：0.3坝顶标高：229m最低坝底标高：222m（冲沟内）结构：M7.5浆砌块石，坝基底设0.2mC10混凝土垫层。基础埋深：最大2m2号主坝坝长：89.9m坝高：净高6m（自上游沟面平均高度算起）断面：梯形其中坝顶宽4.5m坝底宽13.76m，依地形变化迎水面坝坡比：1：0.7背水面坝坡比：1：0.3坝顶标高：226m最低坝底标高：217m（冲沟内）结构：M7.5浆砌块石，坝基底设0.2mC10混凝土垫层。基础埋深：最大2m2号副坝坝长：75.0m坝高：净高3.5m断面：梯形其中坝顶宽2m坝底宽7.5m迎水面坝坡比：1：0.7背水面坝坡比：1：0.3坝顶标高：222m最低坝底标高：216.5m结构：M7.5浆砌块石，坝基底设0.2mC10混凝土垫层。基础埋深：最大2m2、排导槽验算断面参数排导槽断面：上口3.0m下口2.0槽壁坡度：1：0.20槽壁结构：M7.5浆砌块石槽底厚度：0.5m(其中包括0.10mC10砼垫层)槽底结构：C10埋石混凝土、荷载取值及组合荷载基本组合一设计频率下情况：坝体自重、泥石流压力、堆积物土压力、过坝泥石流的动水压力、水压力、扬压力、冲击力；荷载特殊组合一校核频率下情况：坝体自重、泥石流压力、堆积物土压力、过坝泥石流的动水压力、水压力、扬压力、冲击力。1、计算公式计算公式见下(1)〜(6),计算公式中参数值及计算结果见后述。坝体自重w:bwb二Vb方b(21)

式中：气一单宽坝体体积，m3yb一筑坝材料重度，浆砌块石坝取24KN/m3泥石流竖向压力包括土体重Ws和溢流重Wf溢流重wf:泥石流过坝时作用于坝体上的重量，按下式计算：.yWf=hdwd(22).y式中：hd—设计溢流体厚度(m)yd—设计溢流体重度(KN/m3)土体重吧:拦挡坝溢流面以下垂直作用于坝体斜面上的泥石流体积重量，按设计溢流面高度下泥石流体重量分解为坝体斜面上的压力计算(23)W=h•邛xcosP(23)上式中。角为按照坝迎水面坡比1：0.70换算为55°作用于拦挡坝近水面上的水平压力有泥石流流体水平压力1(^=-y.H2tg21(^=-y.H2tg245-匕k2)F:dl2cc(24)式中：y，一泥石流重度(KN/m3)Hc一泥石流体泥深，m队一泥石流体内摩擦角(一般取值4°〜10°)F=1yH2(25)式中：yw一水体的重度(KN/m3)Hw一水的深度，m过坝泥石流的动水压力为过坝泥石流水平作用在坝体上泥石流动压力：。=(yc/g)匕2(26)

式中：v一泥石流的平均流速(m/s)G—重力加速度，g=9.8m/s2Yc一泥石流的重度，(KN/m3)作用在迎水面坝踵处的扬压力f:(27)y(27)F=KH1+H2By

y2w式中：Fy一扬压力(kPa)；H一坝上游水深(m)；1H一坝下游水深(m)；2B一坝底宽度(m)；K一折减系数，可根据坝基渗透性参见有关规范而定。冲击力Fc包括泥石流整体冲压力笔和泥石流中大块石的冲击力F。泥石流整体冲击力：F=^^V2sina(28)式中：F&一泥石流整体冲击压力(kPa)；yc一泥石流重度(kN/m3)；V一泥石流流速(m/s)；cG—重力加速度(m/s2),g=9.8m/s2；a一建筑物受力面与泥石流冲压方向的夹角(度)；人一建筑物形状系数，圆形建筑物X=1.0，矩形建筑物X=1.33，方形建筑物X=1.47。受冲击建筑为坝、闸或拦栅等，大块石冲击力Fb按(17)式计算。2、计算结果"设计及校核条件下荷载计算见下表12、表13。

表12设计条件下荷载计算一览表荷载计算一览表(设计条件)荷载类型坝体编号备注1#1#副2#2#副单宽坝体自重W(kn)b1344.001014.001752.96627.00有利土体重Ws(kn)111.1354.45134.4754.45有利溢流体重Wf(kn)193.7594.94234.4494.94有利泥石流流体水平压力Fdi(kn)157.0876.97190.0676.97不利水平水压力Fi(kn)125.0061.25151.2561.25不利过坝泥石流动压力O(kn)11.8711.877.667.66不利迎水面坝踵扬压力F/kn)137.5087.50189.2065.63不利泥石流整体冲击力Fo(kn)25.2820.2216.2813.02不利大块石冲击力Fb(kn)117.0070.2075.0045.00不利表13校核条件下荷载计算一览表荷载计算一览表(校核条件)坝体编号备注1#1#副2#2#副单宽坝体自重W(kn)b1344.001014.001752.96627.00有利土体重Ws(kn)160.0390.02173.3690.02有利溢流体重Wf(kn)232.50156.94327.44156.94有利泥石流流体水平压力Fdl(kn)226.19127.23265.46127.23不利水平水压力Fl(kn)180.00101.25211.25101.25不利过坝泥石流动压力O(kn)11.879.507.666.12不利迎水面坝踵扬压力F(kn)165.00112.50223.6084.38不利泥石流整体冲击力Fo(kn)25.2820.2216.2813.02不利大块石冲击力Fb(kn)117.0070.2075.0045.00不利注：1.上述荷载具体计算时均换算为泥石流过坝时的单宽荷载进行计算。2.根据工程经验及主、副坝间距，副坝所受的冲击力在主坝消散一部分后受冲击，该力有所减小，一般为主坝受力的60〜80%、坝体稳定性、地基承载力计算1、计算公式分别切取各拦挡坝中心最大深度(坝高)处断面进行计算。主要

包括三个方面的验算：抗滑稳定性验算kc=套(29)式中：kc-抗滑安全系数，根据防治工程安全等级及荷载组合取值。zN—垂直方向作用力的总和(kN)，按前述荷载计算内容得出，然后分别累加。ZP—水平方向作用力的总和(kN)，按前述荷载计算内容得出，然后分别累加。f—滑移面基底(坝基底)与岩土接触面的摩擦系数，查相关规范取为0.45。抗倾覆验算/ZMk°=£mN(30)式中：k。一抗倾覆安全系数，根据防治工程安全等级及荷载组合取值，此处设计条件下取1.30ZMn—抗倾力矩的总和(kN.m),将上述计算荷载有利的荷载的各力分别对坝趾取矩，然后累加。ZM—倾覆力矩的总和(kN.m)，将上述计算荷载不利的P荷载的各力分别对坝趾取矩，然后累加。地基承载力应满足下式：bmax＜卜］(31)。min-0其中:bmaxzN(——1+。=fl-其中:bmaxzN(——1+式中：q—最大地基应力(kN/m2)cmin一最小地基应力(kN/m2)Xn一垂直力的总和(kN)，按上述计算垂直力累加而得。B一坝底宽度(m)，分别取各坝的底宽。%―偏心矩，为坝体重心与底面形心的偏离距离，各坝体分别按照相关求重心、形心公式求解。[q]一地基容许承载力(KPa)，取地基承载力特征值，为250kpa。2、计算结果将选取的坝体断面参数、泥石流相关参数、岩土力学参数带入上述各式，计算得出各坝体验算结果。各坝系数计算结果见表14一1~4，最终的判定结果见表15。、坝体强度计算坝体强度计算包括坝体不同高度截面处的抗剪强度验算及坝体抗剪强度验算。1、坝体抗剪强度验算按照砌体结构规范，验算了2/3坝高，1/3坝高和坝底截面的抗剪强度，验算为砌体结构的砌缝强度，验算公式见式(32)。抗剪力按照前述的水平分力累加后进行计算。K=T/TC(32)式中：K一抗剪安全系数，应大于3.0。T一坝体计算截面处的剪切力(kn)《一坝体计算截面处的剪切力(kn)计算结果及判定结果见表14—1~4，计算结果表明满足要求。2、坝体抗压强度验算按照砌石坝设计规范，砌石结构所受的压应力应满足安全系数3.0要求，且不得大于砌石体容许压应力。按照设计选择的块石强度30MPa考虑，容许压应力在M7.5时为2.6MPa（基本荷载），3.0MPa（特殊荷载），而基底的压应力（见表15的amax）一般为150〜225KPa，完全满足要求。坝体编号:1#抗滑稳定性系数kc抗倾覆稳定性系数k0地基承载力。ma计算参数设计校核设计校核设计校1.22001.16601.52001.2200218.7922抗滑稳定性ZN1554.51678.861554.50167ZP573.40647.94抗倾覆稳定性ZMN——1922.101997.80ZMP1264.501637.50地基承载力e01.010.B11.0011判定标准>1.20>1.08>1.50>1.15<［。］=250KPa＜［。］判定结果通过通过通过通过通过通坝体强度验算截面处剪力T（kn）抗剪力Tc（kn）计算结果判断设计校核设计校核设计校核2/3坝高处截面274.1301.51114011404.15913.7810T1/T1/3坝高截面处354.1385.969152015204.29263.9381T1/T坝底处649.5694.965209020903.21793.0073T1/T

坝体编号:1#副抗滑稳定性系数kc抗倾覆稳定性系数k0地基承载力。max计算参数设计校核设计校核设计t1.39351.09061.50491.1535189.4219抗滑稳定性ZN1230.931262.971230.9312(ZP397.50521.10抗倾覆稳定性ZMN1340.501643.30ZMP890.741424.60地基承载力e00.900.B10.001(判定标准>1.20>1.08>1.50>1.15<［。］=250KPa＜［。］判定结果通过通过通过通过通过坝体强度验算截面处剪力T（kn）抗剪力Tc（kn）计算结果判甘2/3坝高处截面269.1281.2588558553.17733.0419T1/1/3坝高截面处327.4350.318133013304.06233.7966T1/坝底处548.6583.1618190019003.46343.2581T1/

坝体编号:2#抗滑稳定性系数kc抗倾覆稳定性系数k0地基承载力。ma计算参数设计校核设计校核设计1.48411.35331.79941.6500208.682：抗滑稳定性ZN2128.2662259.9362128.2722ZP645.34751.49抗倾覆稳定性ZMN2423.902981.40ZMP1347.041806.90地基承载力e00.800B13.751判定标准>1.20>1.08>1.50>1.15<［。］=250KPa＜［。判定结果通过通过通过通过通过坝体强度验算截面处剪力T（kn）抗剪力Tc（kn）计算结果判12/3坝高处截面283.7297.885152015205.35785.1026T1/1/3坝高截面处377.540053645.2230T1/坝底处707.85757.4002612.52612.53.69083.4493T1/

坝体编号:2#副抗滑稳定性系数kc抗倾覆稳定性系数k0地基承载力。ma计算参数设计校核设计校核设计1.28401.15481.54691.1700150.881!抗滑稳定性ZN770.85811.4211770.858ZP270.15316.20抗倾覆稳定性ZMN766.80943.16ZMP495.70806.11地基承载力e00.585CB7.50判定标准>1.20>1.08>1.50>1.15<［。］=250KPa＜［。判定结果通过通过通过通过通过坝体强度验算截面处剪力T（kn）抗剪力Tc（kn）计算结果判2/3坝高处截面269.1274.4829509503.5