【正文】 R=（ P1+H）x 0 y 0 x 1 2 y 第五章 溢洪道設(shè)計 38 =（ +） =。土條編號土條寬度（m土條高度Hi驟降間h土體重量Wi(t)土條總重Wnsinαncosαn摩察系數(shù)t an φn180。ln（K N）土條編號水面線至浸潤線高度h 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計算 34 表 42 設(shè)計洪水位穩(wěn)定計算表 心墻心墻h1h2h3h1W1W2W3W1(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21)8 11 0 0 0 0 1035 1359 18 7 11 17 0 0 0 0 0 0 3574 15 6 11 21 0 0 0 0 0 0 4580 14 5 11 23 000 0 0 0 5067 13 4 11 24 0 0 0 0 0 5899 12 3 11 20 0 0 0 0 5503 12 2 11 16 0 0 0 0 4754 11 1 11 12 0 20 0 3655 11 0 11 0 77 0 2848 0 11 1 11 0 0 0 0 1676 11 Σ Ksinαncosαn摩察系數(shù)t an φn180。 在水位驟降的情況下，仍然延續(xù)取最危險工況來計算，即為最高水位，工況 5 只需計算正常蓄水位的安全系數(shù)，若滿足則該工況滿足要求，這只是驗算是否安全，若要精細(xì)此方法不可使用，本設(shè)計用該方法，簡化工作量，其他步驟和上述工況 3 一致。 （ 9） 在滑動面上總滑動力為 Wnsinα n，總抗滑力為（ Wncosα nun） tanφn180。左側(cè)土條 3 的寬度小于 b，故要先在 CAD 圖上量取面積，再除以量取的寬度，得到的才是土條高度，土條 8 的寬度量得為 ，面積為 ，土條 3 寬度量得為，面積為 m2。角 ，另外兩個邊界壩坡中點為圓心作兩個圓弧，內(nèi)外圓弧的半徑分別是 R1 、 R2。在浸潤線以上的土體，按濕容重計算；在浸潤線以下、下游水面線以上的土體，按飽和容重計算；在下游水面線以下的土體，按浮容重計算。 具體計算如下：工況 1 ???J 工 況 2 ???J 工況 3 ???J 表 311 各工況下的滲透坡降 工況 1 2 3 滲透坡降 填筑土料的安全坡降，根據(jù)實踐經(jīng)驗一般為 J4，故而認(rèn)為滲透坡降滿足要求 ，加上重壤土心墻有反濾層，故而認(rèn)為不會發(fā)生滲透破壞。 圖 38 設(shè)計洪水位下游壩殼內(nèi)的浸潤線代表坐標(biāo) y(m) x(m) 表 39 設(shè)計洪水位心墻內(nèi)的浸潤線代表坐 標(biāo) x(m) 0 2 4 6 8 10 12 y(m) 圖 35 設(shè)計洪水位時的浸潤線圖 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 25 2. 工況 5 的滲流計算 為繪制出正常蓄水位降至死水位時上游壩殼內(nèi)的浸潤線，可將心墻前的上游土壩和透水層簡化成不透水層地基上均勻土石壩的滲流計算 ,考慮最不利情況，于是取正常蓄水位為計算水位。（注：下游浸潤線是以圖 32 所示 O 點位坐標(biāo)原點描點）計算結(jié)果如表 32，繪圖 33。但在滲流分析時為了便于滲流計算和套用 有限深透水地基上土石壩的滲透計算模型，暫將粘土截水槽和混凝土防滲墻組成的防滲體代之以單一的粘土截水槽，見圖 32。 假設(shè)：（ 1）不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用。 對于施工質(zhì)量良好的土石壩，壩頂沉降值約為壩高的 %～%。南山水庫擋水土壩為 4 級，故本設(shè)計中 P=5%，南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 17 因為 0 5 7 ???Hhm，所以 ?mpRR ，則 Rp= mR =1。 非常運行情況下的超高計算 波浪爬高 根據(jù)資料知，南山水庫多年平均年最大風(fēng)速為 18m/s，工程等級為 Ⅳ等，大壩為 4 級。 表 21 經(jīng)驗系數(shù) wK gHV ≤ 1 ≥ wK 1 蒲田試驗站的波高和波長計算： 1） 平均波高 mh 用簡化公式計算，代入已知參數(shù)得： mWgDgWhm 2222??????? ?????????? 2） 平均周期 Tm按以下公式計算： ???? mm hT 3） 有經(jīng)驗得知本設(shè)計計算平均 mL 按以下公式計算： mTgTLmmm2 6 1 222????? ? 所以平均爬高 mR 為： 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 15 mLhmKKRmmwm122??????? ? 計算設(shè)計爬高值 R。 故流量最大及水位最高是在 3~4 小時之間， 對此第一章 水文水利計算 12 范圍縮小時段，取 Δt=，重新進行試算，得 表 111 第一時段 （ 01 小時）的試算過程 表 112 中時刻 t=、 、 、 的泄流量（ 4h 后的流量仍 取 Δt=1h 試算） ，進一步分析知， 最大值發(fā)生在 ~ 之間，對此范圍縮小時段，取 Δt=，重新進行試算，得表112 中時刻 t= 的泄流量 ， t= 的泄流量等于該時刻的入庫流量，該值為所求最大下泄流量，即 qm=。由基本資料知水庫水位容積關(guān)系表，見表 110；將其繪制成水庫容積曲線，見圖 14。 由第 5 兩欄相加，填于第 6 欄， ,即為所求 30 年一遇設(shè)計洪水過程線。 表 16 各點轉(zhuǎn)折點坐標(biāo) 坐標(biāo) a 起漲點 b 起漲段轉(zhuǎn)折點 c 洪峰 d 退水段轉(zhuǎn)折點 e 終止點 Q 地面 (m3/s) 0 mQ? mQ? mQ? 0 時間 T（ h） 0 T T 為過程線底寬，由下式計算 T=（ h） 式中： W 為洪水總量，由下式計算 已知凈雨總量 h24=，地面洪峰流量 Qm 地面 = /s,則 W= = (萬 m3 ) T= (h) 根據(jù)表 16 第 2 兩欄計算各轉(zhuǎn)折點流量和時間，表 17 第 2 欄，即為所求地面流量過程線 。 ② 列表試算 Q?值 由附圖 42 推理公式分區(qū)圖知，該工程地點在第 Ⅱ 區(qū)。 將表 12 第 9 欄各時段毛雨量列于表 13 第 1 欄，計算各時段累積雨量，填于第 2 欄。 則 30 年 一遇 60 分鐘， 6 小時點暴雨量為： 第一章 水文水利計算 2 mmKP PP P 14427278 . 8mm1. 7744 . 5.666 ( 3 . 3 3 % )P 6 0 m i nm i n%) i n (60P K ????? ????? 3 小時暴雨由公式 21m in603 3 np PP ??? 計算， 式中： ? ? ? ?? ? ? ? ???? PPn 。10180。設(shè)計歷時為 24 小時， 壩址以上控制集水面積 ，主河長 ，河床平均坡降 43‰ ， 設(shè)計頻率為 30 年一遇為例。 則 P3（ %） = =114mm。將各時段累積雨量 ∑P 與設(shè)計前期雨量 Pa（該區(qū)為 70mm），相加填入表 13 第 3 欄。 根據(jù) θ=L/J 3/1 =()1/3=。 第一章 水文水利計算 8 表 17 該 流域地面流量過程線計算表 座標(biāo) 序號 a 點 b 點 c 點 d 點 e 點 )/( 3 smQ? 1 0 0 T (h) 2 0 ② 地下徑流回加計算 由已知表 13 第 6 欄地下徑流深 R 下 =，表 27 地面徑流過程線 底寬 T=。圖 12 所示。 表 110 水庫水位容積關(guān)系表 Z(m) 150 155 160 165 170 175 180 185 A(萬 m2) 0 V(萬 m3) 0 124 191 279 計算并繪制蓄泄曲線 q－ V 在本設(shè)計中流量系數(shù) m=，則 P1/Hd=。 由各時刻的下泄流量查得各時刻水位 ， 最大下泄流量 qm=， 相應(yīng)的總庫容為104m3， 查圖 14 得相應(yīng)的校核 洪水位 Z 設(shè) =。不同累計頻率的爬高 Rp 與 mR 的比，可根據(jù)爬高統(tǒng)計分布表 22確定。由規(guī)范知 非常運行條件下，采用多年平均年最大風(fēng)速 ，故計算風(fēng)速 :校核時 W=18m/s。 84 =。 本設(shè)計采用了 %的沉降計算。 (2)由于砂礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出點位置高程與下游水位高差不是太大，認(rèn)為不會形成逸出高度。如果按后者計算出的浸潤線進行穩(wěn)定分析得出的壩坡是穩(wěn)定的，那么前者也并將是穩(wěn)定的。 圖 32 校核洪水位下游壩殼內(nèi)的浸潤線代表坐標(biāo) y(m) 0 2 4 6 8 10 x(m) 將 q= 105m2/s， H1=+= K0=6 108m/s 代入式 xKqHy 221 ??得心墻內(nèi)浸潤線方程： ),0(, 2 ??? xxy 。上游水位 H1=48+=，下游水位 H2=17+=，取滲透系數(shù)K= 106m/s， L=，將其帶入式 x yHkq 2 221 ）（ ?? 得單寬流量 q。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 27 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計算 穩(wěn)定計算方法 本設(shè)計采用瑞典圓弧法計算壩坡穩(wěn)定。由于本設(shè)計中下游浸潤線與下游水位基本持平，壩體自重只分兩種情況考慮。該法認(rèn)為最危險的滑弧的圓心在圖 41 所示直線 MM1的延長線附近 ,并且在扇形面積 bcdf 內(nèi)。計算各區(qū)土條分段條塊的重量，計算重量時下游壩殼區(qū)浸潤線以上南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 29 用土料濕容重 w? = 噸 /米 2，下游水位以下用土料浮容重 b? = 噸 /米 2，浸潤線以下的下游靜水位以上部分，計算滑動力時用飽和容重 s? = 噸 /米 2，計算抗滑力時用浮容重b? = 噸 /米2；棱體排水區(qū)下游水位以下用b? = 噸 /米2；地基土 用浮容重b? = 噸 /米 2。+ 180。 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計算 30 圖 41 校核洪水位時的浸潤線和穩(wěn)定計算圖 圖 42 設(shè)計洪水位時的浸潤線和穩(wěn)定計算圖 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 31 圖 43 正常蓄水位時的浸潤線和穩(wěn)定計算圖 圖 44 正常蓄水位降至死水位時的浸潤線和穩(wěn)定計算圖 穩(wěn)定成果分析 現(xiàn)以工況 3 為例，得出下表，其他工況類似。土條編號土條寬度（m土條高度Hi水面線至浸潤線高度h（Wncosα n un）tan φn180。（Wncosα n un）tan φn180。 2. 克 — 奧 Ⅰ 型堰的抗滑穩(wěn)定驗算 圖 51 克 — 奧 Ⅰ 型堰尺寸 克 — 奧 Ⅰ 型堰的尺寸 見圖 51。由 x= 查表 54，得 B 點的切線斜為 1:，即中間斜直線的斜率為 1:?（ 1:， 1:），滿足設(shè)計要求 54 斜率值 x y? 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 底部反弧段的確定 反弧的半徑 R 一般?。?～ ）（ P1+H）， H 為校核洪水位的堰上水頭。ln（K N） 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計算 36 表 44 水位驟降穩(wěn)定計算表 心墻 心墻h1h2