溝后瀝青混凝土心墻土石壩畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-08 15:16:48 本頁(yè)面
【正文】 拱壩等混凝土壩，需開(kāi)挖大量土方，且增加混凝土填方量，故不宜修建混凝土壩，而適合修建土石壩。由于水中填土壩適宜采用易于濕化崩解的黃土類以及含礫風(fēng)化粘土，水中沖填壩適宜采用黃土地區(qū)年歷含量在15％以下的輕質(zhì)粉質(zhì)砂壤土、輕粉質(zhì)壤土，且修筑這兩種壩型均需要有充足的水源。本設(shè)計(jì)若采用均質(zhì)壩，則壩體剖面尺寸較大，使得土料的抗剪強(qiáng)度降低，且工程量較大。理論分析和工程實(shí)踐表明瀝青混凝土心墻壩的安全性很高。 壩頂高程的確定為防止庫(kù)水漫溢壩頂，壩頂在水庫(kù)靜水位以上應(yīng)有足夠的波浪超高，見(jiàn)圖41所示。Y求得后，壩頂高程應(yīng)分別按以下3種情況計(jì)算，并取其中大值：(1)設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用情況超高。計(jì)算平均波高: 可得：==計(jì)算波浪平均周期： ===計(jì)算平均波長(zhǎng)：采用我國(guó)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ2178）中的官?gòu)d水庫(kù)公式：式中2h和2L以米計(jì)，D以千米計(jì)v==，D=將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算可得： ，判斷為深水波平均波長(zhǎng) ===故 = ==對(duì)Ⅲ級(jí)土石壩取保證率P=1%的波浪爬高作為設(shè)計(jì)爬高即R=，查教材《水工建筑物》表53爬高統(tǒng)計(jì)分布表可得： 所以設(shè)計(jì)波浪爬高= =(3) 計(jì)算安全加高A：查教材《水工建筑物》表111非溢流堤壩頂?shù)陌踩呦孪拗悼芍Ｇ闆r下Ⅲ。對(duì)于本設(shè)計(jì)，壩高69米為中型土石壩,%,其值為 ,則壩體竣工時(shí)壩頂高程為: 壩頂寬度壩頂寬度取決于施工、運(yùn)行、構(gòu)造、地震、人防等要求。在寒冷地區(qū)，還應(yīng)使心強(qiáng)或斜心墻至壩面的最小距離大于當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸?，以免防滲體凍融破壞。 壩坡土石壩邊坡的大小取決于壩型、壩高、筑壩材料、荷載、壩基性質(zhì)等因素，且直接影響到壩體的穩(wěn)定和工程量大小。若壩基軟弱時(shí)，最末一級(jí)壩坡宜更緩些，以利于壩坡穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)初擬下游壩坡為變坡，上游壩坡為1：、1：、1：。上下游兩級(jí)馬道高程相同。垂直心墻防滲面積最小，也最經(jīng)濟(jì)。~，且不低于校核洪水位，故墻頂高程為：+=。 過(guò)渡層瀝青混凝土心墻兩側(cè)應(yīng)設(shè)置過(guò)渡層，其主要作用是為心墻提供一個(gè)良好和均勻的側(cè)向支撐，同時(shí)在施工中為攤鋪機(jī)提供穩(wěn)定的豎向支撐。~，應(yīng)根據(jù)壩殼填筑材料、壩高和所在部位等因素來(lái)確定。本設(shè)計(jì)采用棱體排水。 5 土石壩的滲流計(jì)算 設(shè)計(jì)說(shuō)明 滲流分析土石壩的剖面尺寸初步擬定后，必須進(jìn)行滲流分析，為確定經(jīng)濟(jì)可靠的壩體剖面提供依據(jù)，滲流分析的主要任務(wù)是：① 確定壩體浸潤(rùn)線和下游逸出點(diǎn)的位置，為壩體穩(wěn)定計(jì)算和排水體選擇提供依據(jù)；② 計(jì)算壩體與壩基的滲流量，以估算水庫(kù)滲漏損失和確定排水體尺寸；③ 計(jì)算壩體與壩基滲流逸出處的滲透坡降，以驗(yàn)算其滲透穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)只對(duì)前三種情況進(jìn)行分析計(jì)算. 滲透系數(shù)的選擇壩殼砂礫石滲透系數(shù): 壩體防滲體滲透系數(shù): 壩基滲透系數(shù)：河床砂卵石層平均厚14米，透水性強(qiáng)，~ 米/晝夜，取平均值 = 計(jì)算剖面的選擇根據(jù)壩軸線地形剖面圖的地形、地質(zhì)情況，沿壩軸線選取3個(gè)特征剖面進(jìn)行滲流計(jì)算，各剖面的位置與樁號(hào)見(jiàn)地形剖面圖。根據(jù)水流連續(xù)條件有 ，聯(lián)立求解可得h為: 式中： 在(22)剖面的計(jì)算中,、故公式可簡(jiǎn)化為： 通過(guò)心墻的單寬流量為：通過(guò)下游壩體的單寬流量： 浸潤(rùn)線方程：在0～，求得相應(yīng)的y值，列于表51中，將表中x，y值繪制于斷面圖51上并連成曲線，即為壩體浸潤(rùn)線。 故 校核(1) 滲漏量由于每天的滲漏量?jī)H為 ，根據(jù)有關(guān)資料可知，該土石壩的滲漏滿足滲漏要求。 ，故此工況滿足滲流量與滲透穩(wěn)定的要求。表53 22剖面浸潤(rùn)線坐標(biāo)10305070900．416由以上可知。 故 校核(1) 滲漏量由于每天的滲漏量?jī)H為 ，根據(jù)有關(guān)資料可知，該土石壩的滲漏滿足滲漏要求。 6 土石壩的穩(wěn)定分析 穩(wěn)定分析的目的對(duì)土石壩進(jìn)行穩(wěn)定分析的目的，是通過(guò)計(jì)算壩體剖面的穩(wěn)定安全度來(lái)確定壩的經(jīng)濟(jì)剖面?？紫秹毫κ且环N張力，各向相等，其數(shù)值與土料性質(zhì)，填土含水量，受荷載與排水條件運(yùn)用工況有關(guān)，并隨時(shí)間而變化，隨荷載增加而變大，又隨孔隙水的排出面消散，精確計(jì)算較復(fù)雜，目前多為近似計(jì)算。 穩(wěn)定分析方法圓弧法可用于粘性土壩坡，也可用于非粘性土壩坡。 穩(wěn)定分析的不利工況土石壩應(yīng)對(duì)以下幾種不利情況下的壩坡進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算：正常運(yùn)用情況包括：（1）上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)最低水位或上游為設(shè)計(jì)水位，下游為相應(yīng)最高水位形成穩(wěn)定滲流的下游壩坡；（2）水庫(kù)水位正常降落時(shí)的上游壩坡；（3）庫(kù)水位最不利時(shí)的上游壩坡，即不利水位大致在壩底以上1∕3壩高處的上游壩坡。由于本工程為?。?）型四等工程，主要建筑物為三級(jí)，可得不同工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)分別為：。由于浸潤(rùn)線位置與下游水位比較接近，本設(shè)計(jì)只考慮浸潤(rùn)線以上和浸潤(rùn)線以下兩種土體進(jìn)行計(jì)算，浸潤(rùn)線以上采用濕容重，浸潤(rùn)線以下采用浮容重。表61 正常蓄水位情況穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圓心編號(hào)： 圓弧半徑：R= 水庫(kù)正常蓄水位： 下游水位：土條編號(hào)單寬土條各段重量土條寬度米土條自重=壩體部分堆石排水體部分壩基部分砂礫石堆石砂卵石浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下12345678010910113..4651112= 表62 正常蓄水位情況穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圓心編號(hào)： 圓弧半徑：R= 水庫(kù)正常蓄水位： 下游水位：土條編號(hào)單寬土條各段重量土條寬度米土條自重=壩體部分堆石排水體部分壩基部分砂礫石堆石砂卵石浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下123456789 0.10101112=表63 正常蓄水位情況穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圓心編號(hào)： 圓弧半徑：R= 水庫(kù)正常蓄水位： 下游水位：土條編號(hào)單寬土條各段重量土條寬度米土條自重=壩體部分堆石排水體部分壩基部分砂礫石堆石砂卵石浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下123456789010101112=表64 正常蓄水位情況穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圓心編號(hào)： 圓弧半徑：R= 水庫(kù)正常蓄水位： 下游水位：土條編號(hào)單寬土條各段重量土條寬度米土條自重=壩體部分堆石排水體部分壩基部分砂礫石堆石砂卵石浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下浸潤(rùn)線以上浸潤(rùn)線與下游水位以下12345678
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