【正文】 本水庫(kù)屬內(nèi)陸?yīng)M谷水庫(kù)，波高 、波長(zhǎng) L運(yùn)用官?gòu)d公式計(jì)算： 5 / 4 1 / 300. 01 66lh V D? ( )lLh? 式中： 0V 為計(jì)算風(fēng)速（ m/s），正常工況取 50 年一遇風(fēng)速計(jì)算，校核工況取多年平均最大風(fēng)速計(jì)算。該壩壩高為： =，壩頂寬度取 9%（ ） =。 曲線型實(shí)用堰的剖面系由下列幾個(gè)部分組成：上游的直線段 AB；堰頂曲線段 BC；坡度為 cotm? ?? 的下游直線段 CD 以及用以和下游河底聯(lián)結(jié)的反弧段 DE，如圖 21所示。 在本工程中，取坡度 1：。 堰剖面曲線的坐標(biāo)值決定于所采用的設(shè)計(jì)水頭 Hd。雖然可以保證堰面不出現(xiàn)負(fù)壓，但由于實(shí)際工作水頭總小于設(shè)計(jì)水頭，堰面壓強(qiáng)一般高于大氣壓強(qiáng)，流量系數(shù)減??；同時(shí)，在這種情況下所得出的堰剖面偏肥，顯然不經(jīng)濟(jì)。 C點(diǎn)坐標(biāo) ,ccxy可如下求得 對(duì)堰面曲線求一階導(dǎo)數(shù) 0 . 8 5 0 . 8 51 .8 5 0 .0 6 42 9 .1yxd xxd ?? 直線 CD的坡度為： 110 .7yxddm??? 故有： .5( )ddyxHH?0 .8 5 00 .0 6 4 0 .7cx ? 即： 10 .8 51 .8 51( ) 3 8 .60 .7 0 .0 6 43 8 .6 2 9 .62 9 .1ccxmym????? 反弧段半徑 r的確定，對(duì)巖基上的高壩（本壩高度在 70米以上 ），可取( )r ? max()dHz? 。 D、 E點(diǎn)以及反弧曲線圓心 O點(diǎn)的坐標(biāo)，可以作圖法或下面的分析法確定： (1) 反弧曲線圓心 O點(diǎn) 39。 1 8 0 5 53 8 . 6 0 . 7 ( 5 5 5 2 9 . 1 ) 3 0 c o t( ) 7 22oxm? ?? ? ? ? ? ? ? 39。s in 7 2 2 9 . 1 s in 5 5 4 7 . 4 3c o s 2 3 . 5 2 9 . 1 c o s 5 5 4 0 . 7DoDx x r my y r m?? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，可繪出堰面曲線如圖 23： 340 .5326 .72801:0. 51:0. 5校2871:0. 7切點(diǎn)坐標(biāo)（3 ，2 ）切點(diǎn)坐標(biāo)（4 3， 42. 2）切點(diǎn)坐標(biāo)（7 2， 55）WES 曲線xy93, 55 圖 23 堰面曲線 下游消能設(shè)計(jì) (1) 消能形式：連續(xù)式的挑流鼻坎； (2) 要求結(jié)果：挑射角、鼻坎高程、反弧半徑； (3) 基本要求： ① 連續(xù)式的挑流鼻坎挑射角，根據(jù)我國(guó)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以 20 25 為宜，定采用 25的挑射角。 (4) 計(jì)算過(guò)程： 20 22 cc vEh g??? 式中 : 0 3 6 9 .4 5 8 2 8 7 8 2 .4 5 8Em? ? ? ? —— 流速系數(shù)，對(duì)于樞紐取為 cV —— 該斷面流速 ch —— 該斷面處水深 帶入得： 228 2 .4 5 8 2 9 .8 1 0 .9 5cc vh?? ?? ———— Ⅰ 下面求鼻坎最低點(diǎn)處的水深。 （ 2）基本原理： 鼻坎設(shè)計(jì)完畢后，還需驗(yàn)算該挑流消能是否會(huì)危及建筑物的安全，常用沖坑上游坡做為標(biāo)準(zhǔn)，即： k ctiiL?? 式中 kt —— 沖坑深度（米）； L—— 沖坑最深深度距建筑物距離； i沖坑上游坡； ci —— 安全臨界坡，可取 1/3 1/4 （ 3）計(jì)算過(guò)程 ①校核情況下 挑距計(jì)算： 2 2 21 1 1 1 21 ( s in c o s c o s s in 2 ( ) )L V V V g h hg ? ? ? ?? ? ? ? 式中： L —— 水舌拋距，按水舌外緣計(jì)算（ m） ； 1v —— 坎頂水面流速， 101 .1 1 .1 2 1 .1 0 .9 5 2 9 .8 ( 3 6 9 .4 5 8 3 4 0 .5 ) 2 4 .1 1 / 。 ,dH定 型 設(shè) 計(jì) 水 頭 按 堰 頂 最 高 水 頭 的 75 95% 計(jì) 算 。 計(jì)算過(guò)程 在這里使用《水工設(shè)計(jì)手冊(cè) 6— 泄水與過(guò)壩建筑物》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè) 6》）中提供的計(jì)算水曲線的方法。 ③ .從堰頂曲線起點(diǎn)到直線段末點(diǎn) D點(diǎn)的壩面距離： , 5 0 .1 5 8 .8 1 7 5 8 .9 6 7c t sL L L? ? ? ? ? 2 邊界層厚度的求解 ( / )L L K? ?? 式中： K為壩面粗糙高度，對(duì)于混凝土壩面，建議取 ，一般取 。 表 25 水面線計(jì)算表 h /v q h? ? 1 /100v?? h? 則導(dǎo)墻的高度在水面線的基礎(chǔ)上再加上 ，可得導(dǎo)水墻高度為+=，取 11。 36 34 yxcDEO 圖 26 溢流壩水面線 第三章 荷載計(jì)算及組合 重力壩非溢流壩段的荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、冰壓力、地震荷載等，常取 1m壩長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。 壩踵處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為 1wH? ，壩址處的揚(yáng)壓力強(qiáng)度為 2wH? ，排水孔幕處的滲透壓力為 wH?? (? 為揚(yáng)壓力折減系數(shù)，河床壩段 ? = ，本設(shè)計(jì)取 ，岸坡壩段? = ，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)取 )折點(diǎn)在排水孔中心處。 所以河床壩段： 237. 15 0. 25 9. 81 ( 36 9. 45 8 28 7 ) 7. 15 14 88 .4( 62 .6 2 7. 15 ) / 2 0. 25 9. 81 ( 36 9. 48 5 28 7 ) 55 .4 7 / 255 87 .6wwU H KNUHKN????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? 4 1 2 1 21 2 3 4( ) 5 / 2 ( ) 5 / 2 1 [ 369 .45 8 287 5 ( 369 .45 8 287 ) ] 606 .68343 00. 1 148 558 606 .68 111 982 .8w w w wU H H H H H HKNU U U U U KN? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 泥沙壓力 水庫(kù)蓄水后，流速減慢，河流攜帶的粗顆粒泥沙將首先淤積在水庫(kù)的尾部，細(xì)顆?？? 被帶到壩前，極細(xì)顆粒隨瀉水排到下游。 校核工況取多年平均最大風(fēng)速計(jì)算。 溫度荷載：一般可采取措施來(lái)消除，穩(wěn)定應(yīng)力分析時(shí)可以不計(jì)入。 本設(shè)計(jì)壩基揚(yáng)壓力分布如下圖所示： U1U2 U3U4 圖 37 壩體受揚(yáng)壓力示意圖（特殊荷載） 12 1 2 7 .8 9 .8 1 ( 2 8 7 2 8 0 ) 6 2 .6 2 4 3 0 0 .1wU H KN?? ? ? ? ? ? ? 初擬排水廊道尺寸急位置： 初擬基礎(chǔ)排水廊道高程 ；因其 上游側(cè)距上游壩面的距離一般為該處壩面水深 ，本設(shè)計(jì)取 ，則排水廊道高程為 ，上游側(cè)距上游壩面距離為（ ） =。經(jīng)研究，泥沙壓力可按下式計(jì)算： 221 ta n ( 4 5 / 2 )2sk sb s sPh???? 式中： sb? 泥沙浮容重（ 3/KN m ），本設(shè)計(jì)取 11 3/KN m ； sh 壩前泥沙淤積高度（ m），淤沙高程 ，則： sh ==； s? 淤沙內(nèi)摩擦角，本設(shè)計(jì)取 18 。 冰壓力 、土壓力忽略。重力壩沿壩基面的失穩(wěn)機(jī)理是：首先在壩踵處基巖和膠結(jié)面出現(xiàn)微裂松弛區(qū)，隨后在壩址處基巖和膠結(jié)面出現(xiàn)局部區(qū)域的剪切屈服，進(jìn)而屈服范圍逐漸增大并向上游延伸，最后 ，形成滑動(dòng)通道，導(dǎo)致壩的整體失穩(wěn)。f 接 觸 面 間 的 摩 擦 系 數(shù) ；W 接 觸 面 以 上 的 總 鉛 直 力 ；P 接 觸 面 以 上 的 總 水 平 力 ；U 作 用 在 接 觸 面 上 的 揚(yáng) 壓 力 ；A 接 觸 面 積 。s f W U c AK P??? ? ? 式中： 39。c 抗剪斷凝聚力，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范， 39。sK 基本組合 3 3 特殊組合 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，僅對(duì)壩體沿壩基面的抗滑穩(wěn)定進(jìn)行分析，因?yàn)閴误w與基巖間不是一個(gè) 接觸面，是膠結(jié)面，顯然，應(yīng)該采用抗剪斷強(qiáng)度公式進(jìn)行分析。 39。 0 .8 7 5 , 39。 0 . 8 7 5 ( 6 。 39。 0 . 8 7 5 ( 6 8 7 2 6 . 6 1 0 9 8 8 . 4 ) 1 . 1 2 5 1 0 6 2 . 6 2 4 5 3 2 4 . 4 9 7 0 4 4 7 . 5 3 . 1 3 . 03 7 4 8 6 . 6 3 7 4 8 6 . 6s f W U c AK P?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ?可見(jiàn)抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。 0 .8 7 5 , 39。 表 41 39。f 抗剪斷摩擦系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范， 39。 39。 抗滑穩(wěn)定分析主要計(jì)算方法有兩種：抗剪斷強(qiáng)度公式和抗剪強(qiáng)度公式。 風(fēng)荷載、雪荷載、人群荷載等在重力壩荷載中所占比例很小，可忽略不計(jì) 第四章 穩(wěn)定分析 抗滑穩(wěn)定分析是重力壩設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的是核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。 1 / 12 1 / 3 1 / 12 1 / 302 2 2001 / 2. 15 1 / 3. 75 1 / 2. 15 1 / 3. 7502 2 2 20098 .1 1. 50. 00 76 ( ) 0. 00 76 16 ( ) 0. 61 。 所以河床壩段： 235. 99 0. 25 9. 81 ( 36 9. 45 8 28 7 ) 7. 36 14 88 .4( 62 .6 2 7. 36 ) / 2 0. 25 9. 81 ( 36 9. 45 8 28 7 ) 55 .2 6 / 255 87 .6wwU H K NUHKN????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? 4 1 2 1 2( ) 6 / 2 ( ) 6 / 2w w w wU H H H H H H? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? [ 287 ( 287 ) ] KN? ? ? ? ? ? ? 1 2 3 4 4 3 0 0 .1 1 4 8 8 .4 5 5 8 7 .6 6 0 6 .6 8 1 1 9 8 2 .8U U U U U KN? ? ? ? ? ? ? ? ? 泥沙壓力 水庫(kù)蓄水后，流速減慢，河流攜帶的粗顆粒泥沙將首先淤積在水庫(kù)的尾部，細(xì)顆?？? 被帶到壩前，極細(xì)顆粒隨瀉水排到下游。 壩體自重 由以上設(shè)計(jì)可知，壩體剖面如下： 371 .23357. 74828062,628,2 圖 35 壩體剖面圖 壩體自重的計(jì)算公式： cWV?? 式中： V壩體體積（ 3m ），由于取 1m壩長(zhǎng)，可以用斷面面積代替，通常把它分成右圖所示的若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何圖形分別計(jì)算； c? 壩體混凝土的重度，一般取 24 3/kNm ，本設(shè)計(jì)取 c? =24 3/kNm ； 12 {[ 8 .2 ( 3 7 1 .2 3 3 5 7 .7 4 8 ) ] [ ( 8 .2 6 2 .6 2 ) ( 3 5 7 .7 4 8 2 8 0 ) ] / 2 } 1V V V? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 286 24 687 26. 4cW V KN?? ? ? ? ? 靜水壓力 所受靜水壓力如下圖： 73 63 ,71 889,46280P H1P H2 圖 36 壩體所受靜水壓力示意圖（特殊荷載） 靜水壓力公式 ： 2 /2HwPH?? 式中： H計(jì)算點(diǎn)的作用水頭， m； w? 水的重度，取 ； 221212/ 2 9. 81 89 .4 58 / 2 39 25 3. 4/ 2 9. 81 7 / 2 24 0. 34 539