【正文】 2/301 2 HgmbQ ?? (221) 式中： Q— 溢流堰的下泄流量。 ????????? ?? 表 212 作用于溢流壩的各力和力矩大小及方向 表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 副壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與壩基應(yīng)力計(jì)算 荷載計(jì)算 (1)壩體自重 kNW 6052 ? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 kNHP 221 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 02?P (3)揚(yáng)壓力 U γ 圖 212 副壩壩基處揚(yáng)壓力 ? ?T mH壩基長度壩前水面至壩基高度 KNHTU ?????? ? (4)地震慣性力 kNFWCKQ ZH ?????? (5)上游地震動水壓力 kNHCKP ZH 220 ??????? ? (6)浪壓力 kNPwk ? 表 211 作用于副壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN查表得主動是取表地震動土壓力系數(shù)，按—；土的內(nèi)摩擦角，—土壓力；號分別對應(yīng)主動和被動kNECCC eee 25)(???????? 主動土壓力 ： kNtgEtgCCKE eZHa )()1(39。 ② 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu ) 8 5 8 7( 4 1 36 22 0 ?????????????河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 k P aT MTWyd )( 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ dy?＜ [? ] ，下游壩趾處小于壩基允許壓應(yīng)力，滿足要求。 所以 在校核洪水位下，副壩抗滑穩(wěn)定 滿足 要求。 主壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與壩基應(yīng)力計(jì)算 荷載計(jì)算 (1)壩體自重 kNW 71501 ? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2211 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 2 2222 ????? ? (3)基處揚(yáng)壓力 U 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 γγγ 圖 28 主壩壩基處揚(yáng)壓力 mTmHmH521???壩基長度下游水面至壩基高度上游水面至壩基高度 kNTHHU 9 0 42 )(2)(21 ????????? ?? (4)泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5)浪壓力 kNPwk ? (6)土壓力 主動土壓力 ： 22 ??????aa KHE ?kN 被動土壓力 ： 1 22 ??????Pp KHE ?KN 表 27 作用于主壩的各力及力矩大小和方向表 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 綜上所述，應(yīng)力滿足要求。 ② 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu 9 3 ) 6 7 9 4( 3 8 96 22 0 ????????????? k P aT MTWyd 3 9 3 ) 6 7 8 4( 3 8 96 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ dy?＜ [? ] ， 下游壩趾 小于壩基允許壓應(yīng)力， 滿足要求 。 所以在 正常蓄水位下，溢流壩抗滑穩(wěn)定 滿足 要求 。 副壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與壩基應(yīng)力計(jì)算 荷載計(jì)算 (1)壩體自重 kNW 605? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 221 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 02?P (3)揚(yáng)壓力 U γ 圖 23 副壩壩基處揚(yáng)壓力 ? ?T mH壩基長度壩前水面至壩基高度 KNHTU ?????? ? (4)浪壓力 kNPwk ? 表 22 作用于副壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN )245(ta n 2 ??? ?aK 稱為主動土壓力系數(shù)，計(jì)算得 )245(ta n 2 ??? ?pK 稱為被動 土壓力系數(shù)，計(jì)算得 取土的容重γ =21 kN/ m3 kNKHE aa 22 ?????? ?主動土壓力： (210) γ河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 kNKHE Pp 22 ?????? ?被動土壓力： (211） 表 21 作用于主壩的各力和力矩大小方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 由于空氣阻力小于水阻力波浪中心線高于水面一定高度 hz 根據(jù)壩前不同的水深，波浪壓力的分布形式分為深水波、淺水波、破碎波。 (5)防浪墻及壩頂設(shè)計(jì)。 （ 2） 壩頂高程不滿足要求。該層未穿透。 水文 流域范圍內(nèi)無水文氣象站分布，水庫于 1978 年開始運(yùn)行至今，已有三十多年 的時(shí)間，因水庫的管理不夠規(guī)范，對水位、流量等資料均未按水庫管理要求進(jìn)行觀測，故沒有實(shí)測大洪水資料。 水庫控制流域面積 4km2，壩址以上河床平均坡降 28‰。反弧半徑 4m。經(jīng)計(jì)算滿足要求。樞紐的主要任務(wù) 以防洪、灌溉和供人畜飲水為主。 應(yīng)力分析的目的是檢驗(yàn)壩體在施工和運(yùn)用期間是否滿足強(qiáng)度要求，利用材料力學(xué)的方法檢驗(yàn)應(yīng)力是否滿足要求。 水庫大壩為漿砌石重力壩，主壩最大壩高 ，壩頂高程 ，壩頂長 119m，壩頂寬 ，迎水面壩坡直立，背水面壩坡 1:,。 2020 年 6 月，華北水利水電勘測設(shè)計(jì)有限公司完成 PS 水庫大壩安全鑒定，并通過河北省大壩安全管理中心核查，綜合評價(jià)該水庫大壩為三類壩。多年平均氣溫 ℃～ ℃；年極端最高氣溫 42℃；年極端最低氣溫℃。層底標(biāo)高 :,平均 。 （ 4） 壩基巖土力學(xué)性質(zhì)較好，透水性較弱，不存在滲透破壞的可能性，地基承載力滿足。 (2)大壩結(jié)構(gòu)復(fù)合。 D— 風(fēng)區(qū)長度， m；可近似取 D=1075m。 Hcr— 使波浪破碎的臨界水深， m。 ② 應(yīng)力計(jì)算 根據(jù)《水工建 筑物》教 材中公式 225 進(jìn)行壩 基截面應(yīng) 力分析 2 0TMTWyu ?? ??? (213) 2 06 T MTWyd ????? (214) 式中： uy?— 用于壩踵垂直應(yīng)力， kPa； dy?— 用于壩趾垂直應(yīng)力， kPa； ?W — 用于壩體上全部荷載（包括揚(yáng)壓力，下同）對滑動平面的法向分值； 0?M— 作用在計(jì)算截面以上的全部荷載對壩基截面形心 O的力矩總 和； T — 計(jì)算截面沿上下游方向的長度， m； k P aT MTWyu ) 3 0 1 2( 5 6 66 22 0 ???????????? k P aT MTWyd ) 3 0 1 2( 22 0 ???????????? 壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ uy?＞ 0 ，上游壩踵處未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足要求。 綜上所述，應(yīng)力滿足要求。 主壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算與壩基應(yīng)力計(jì)算 荷載計(jì)算 (1) 壩體自重 kNW 71501 ? (2)水平靜水壓力 上游水平靜水壓力 P1 kNHP 2211 ????? ? 下游水平靜水壓力 P2 kNHP 0 2222 ????? ? (3)基處揚(yáng)壓力 U γγγ 圖 25主壩壩基處揚(yáng)壓力 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 mTmHmH21???壩基長度下游水面至壩基高度上游水面至壩基高度 kNTHHU )(2)(21 ????????? ?? (4)泥沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (5)浪壓力 kNPwk ? (6)土壓力 主動土壓力 ： 22 ??????aa KHE ?kN 被動土壓力 ： 1 22 ??????Pp KHE ?kN 表 24 作用于主壩上的各力及力矩大小和方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN 所以 在設(shè)計(jì)洪水位下，副壩抗滑穩(wěn)定 滿足 要求。 uy?＜ 0 ， 上游壩踵處出現(xiàn)拉應(yīng)力，不滿足要求。 綜上所述 ， 應(yīng)力不滿足要求 。重力加速度，—；，單寬流量，—水容重，—；反弧段上的平均流速，—；，所對的中心角，反弧段最低點(diǎn)兩側(cè)弧段—、2332121/22 6 1)./()/(/2555smgqmsmqmsmsmV????? ??????? 由《水力學(xué)》教材中公式 ch 2220 2 cc hgqhE ??? 查表 ?? 計(jì)算得 mhc ? 由 smhqVVhq cc /???? 所以動水壓力水平分量為 kNVgqP H )co s( co s 12 ??? ??? 動水壓力垂直分量為 kNVgqP V 3 3)s ins in( 12 ??? ??? (5) 泥 沙壓力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222 ??????? ?? ?? (6) 浪壓力 kNPwk ? (7) 土壓力 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 主動土壓力 ： kNKHEaa 22 ?????? ? 被動土壓力 ： kNKHEPp 1 22 ?????? ? 表 29 作用于溢流壩的各力和力矩大小及方向表 荷載 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN (6)地震慣性力 FWCKQ ZH?0 (218) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 ；重量，產(chǎn)生慣性力的建筑物總—；，所以地震慣性力系數(shù)，因—；綜合影響系數(shù)，取—；度，計(jì)地震烈度為水平地震系數(shù)，本次設(shè)—kNWFmHFCKKZHH41??? 故 kNFWCKQZH ?????? (7)上游地震動水壓力 20 HCKP ZH ?? (219) 。 ② 應(yīng)力計(jì)算 k P aT MTWyu 8 4 ) 6 5 2 0( 5 6 66 22 0 ?????????????k P aT MTWyd 3 8 4 ) 6 5 2 0( 5 6 66 22 0 ????????????壩基允許壓應(yīng)力 [? ]=～ dy?＜ [? ] ， 下游壩趾 處小于壩基允許壓應(yīng)力， 滿足要求 。 綜上所述 ， 應(yīng)力