【正文】 附土石壩穩(wěn)定分析圖如下，具體計(jì)算見計(jì)算書： 第 20 頁 穩(wěn)定成果分析 由計(jì)算成果可知：在正常工作條件下，該壩在 B? 點(diǎn)處 的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于規(guī)范規(guī)定的 ，要想找到正常工作條件下的最小安全系數(shù)，至少需要 13 個(gè)滑弧才可確定。其內(nèi)坡根據(jù)施工條件取 1:，外坡取 1:2。壩頂要向下游傾斜 3%的坡度，以利于壩頂排水，上游設(shè)高 ，厚 ,下游設(shè)寬 ，深 溝。 經(jīng)試算， h1 =。 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，繪制水面線見下圖： （ 3）摻氣減蝕 SL2532020《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：摻氣水深可按下式計(jì)算 hvha )1001( ??? 式中： h 不計(jì)波動(dòng)和摻氣的水深， m； v 不計(jì)波動(dòng)和摻氣的計(jì)算斷面平均流速， m/s； ? 修正系數(shù)，一般為 ～ ，本設(shè)計(jì)取 。 （ 2） 底流消能 底流消能是通過水躍，將泄水建筑物泄出的急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?，以消除多余?dòng)能的消能方式。并且考慮了設(shè)計(jì)水位、正常蓄水位兩種工況來計(jì)算浸潤(rùn)線。 以上即為我的心得體會(huì) ，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。土石壩 [M] 北京：水利水電出版社， 1987 [6] 麥家煊 .水工建筑物 [M] 第一版 北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [7] 楊進(jìn)良 .土力學(xué) [M] 第四版 北 京：中國(guó)水利水電出版社， 2020 [9] 吳持恭 .水力學(xué) .上冊(cè) [M] 第四版 北京：高等教育出版社， 2020 [10] 吳持恭 .水力學(xué) .下冊(cè) [M] 第四版 北京：高等教育出版社， 2020 [11] 李煒 .水力計(jì)算手冊(cè) [M] 第二版 北京：中國(guó)水利水電出版社， 2020 [12] 華東水利學(xué)院 .水工設(shè)計(jì)手冊(cè) 最后，再次向幫助過我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白 了自己原來知識(shí)還比較欠缺。 第 33 頁 結(jié)論 本設(shè)計(jì)在考慮了地形、地貌、地質(zhì)條件后，擬定了壩軸線位置，進(jìn)行大壩及溢洪道的首部樞紐布置。 消能工消能是通過局部水力現(xiàn)象 ,把水流中的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能 ,隨水流散。 堰下收縮斷面處起始計(jì)算水深 )c os(2 101 ?? hHh g q?? 起始斷面流速公式 hqv? 水力半徑 hhR LL 200??? 第 27 頁 式中： ? 起始計(jì)算斷面流速系數(shù)，取 ； q 起始計(jì)算斷面單寬流量， )/(3 msm ? ； Θ泄槽底坡坡角； H0 起始計(jì)算斷面渠底以上總水頭， m。 P= 。 為了有利于壩坡的穩(wěn)定，和有利于壩體的觀測(cè)與檢修，以及設(shè)置排水設(shè)備等，在變坡處設(shè)置馬道，上、下游壩 坡均設(shè)置 米寬的馬道，并在下游馬道靠壩體處設(shè)有 m m的截流溝，做壩體排水用。心墻頂寬為 4m，自頂向下逐漸加厚，邊坡上、下游都取 1:， 計(jì)算點(diǎn)最大的作用水頭 ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取允許滲透坡降 [J]=4,底部厚度為 ? ? ??JH，滿足厚度要求。作為可能的滑裂面 ,對(duì)每一滑裂面計(jì)算坍塌滑體 ,即各種力對(duì)圓心 取 力矩 ,并分別歸為抗滑力矩 Mr 和滑動(dòng)力矩 MS,兩者的 比值即該滑裂 面 的安全系數(shù) K=Mr/MS。其內(nèi)坡根據(jù)施工條件取 1: 外坡取 1:2見圖。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減小壩體工程量。 綜合以上分析，最終選擇粘土心墻壩。 25′ 50176。 建筑材料概況 （ 1）土料（防滲料 ）：在水庫區(qū)均有土料分布，各指標(biāo)能滿足防滲土料質(zhì)量要求。 基本資料 地震烈度 工程設(shè)計(jì)烈度為七度。 第 2 頁 Abstract Appropriate construction of dam can be achieved in a basin area of power generation, flood control, irrigation benefit. The river is located in our country southwest, through to its geological, hydrological data, climate analysis, bined with the local building materials, design suitable for the project to help the region to achieve good economic benefit. According to the requirement of flood control, flood regulation putation of reservoir, to determine the crest elevation and release flood waters building size。既是所學(xué)理論知識(shí)鞏固深化過程，也是理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程。 壩址地形、地質(zhì)與河床覆蓋條件 （ 1）地形地貌 壩址基本對(duì)稱的“ U”型谷，左岸地形坡度為 35176。 41 ′14. 7~ 47. 6粘粒含量 ( %) 15 ~ 40 基本合格塑性指數(shù) 10~ 20 合格滲透系數(shù) K(c m / s ）碾壓后＜ 1 105c m / s合格最大干容重 γd m a x(g / c m3)飽和容重 γ(g / c m3）最優(yōu)含水量 （ % ） 內(nèi)摩擦角 φ （176。 第 9 頁 第 3 章壩型選擇及樞紐布置 壩址選擇及壩型選擇 壩址選 擇 壩址基本對(duì)稱的“ U”型谷，左岸地形坡度為 35176。 由《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2742020 知，設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等別確定， 3 級(jí)壩采用累積頻率為 1％ 的爬高值 R1％ 。壩的防滲體為粘土心墻，其最小厚度（底部）由粘土的允許滲透坡降確定。 粘性土料設(shè)計(jì) （ 1）計(jì)算公式： 選用室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn) ，進(jìn)行土料的擊實(shí)試驗(yàn)，根據(jù)擊實(shí)次數(shù)， 得出該組平均最大干容重和平均最 優(yōu) 含水量： 設(shè)計(jì)干容重為： max?? ?? md 式中： d? —— 設(shè)計(jì)干容重（ g/cm3）； 第 15 頁 max?? —— 在相應(yīng)擊實(shí)功能下的平均最大干容重； m—— 施工條件系數(shù)（壓實(shí)系數(shù)），對(duì)于 2 級(jí)高壩， m值采用 ~ 之間， 4級(jí)壩可采用 ~，本設(shè)計(jì)取 m=。（ 由于時(shí)間關(guān)系，只算了 7個(gè)滑弧。由外向內(nèi)分別鋪設(shè)粗砂 ，卵石 ， 最后用石料堆砌。 第 23 頁 第 5 章溢洪道設(shè)計(jì) 溢洪道路線選擇和平面位置的確定 根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，利用樞紐右岸的天然埡口，采用正槽式溢洪道，進(jìn)水渠末端設(shè)置圓形漸變段，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，布置在地形圖上的溢洪道軸線處。 泄槽 正槽式溢洪道在溢流堰后多用泄水陡槽與出口消能段相連接，以便將過堰洪水安全得泄向下游河 道。 邊墻的超高一般為 ~ ，取 1m 。消能主要靠水躍產(chǎn)生的表面漩滾與底部主流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混作用。計(jì)算結(jié)果溢出點(diǎn)高程均在排水棱體之內(nèi)，設(shè)計(jì)符合要求。最后終于做完了有種如 釋重負(fù)的感覺。 6有問題自己解決不了的提出來 大家一起解決，這無疑增強(qiáng)了我們自己動(dòng)手翻閱書籍、刻苦鉆研、獨(dú)立思考問題的能力，也是對(duì)我們大學(xué)期間以來所學(xué)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的一次綜合測(cè)試，是將理論系統(tǒng)化、綜合化應(yīng)用于實(shí)踐的評(píng)估，也為我們將來走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 地基處理及防滲 溢流堰堰頂處來自水重和底板的重量 較大，泄槽段高速水流的沖擊作用也較大，再加上溢流堰所處的地質(zhì)條件在巖石破碎帶，故需進(jìn)行地基處理，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，初步擬定采用局部水泥灌漿，泄槽至挑流鼻坎底部均采用鋼筋進(jìn)行錨固。所以 ,消能措施的合理選擇和設(shè)計(jì) ,對(duì)工程具有重大的意義。 （ 2）泄槽的水力計(jì)算 泄槽水面線應(yīng)根據(jù)能量方程，用分段求和法計(jì)算，計(jì)算公式如下： Ji ggvhvhl???????)2c o s()2c o s( 2111222221?? ?? 3/422RvnJ? 式中： l21?? 分段長(zhǎng)度， m； h1 、 h2 分段始末斷面水深， m； v1 、 v2 分段始末斷面平均流速， sm ； ?1 、 ?2 流速分布不均勻系數(shù)，取 ； Θ泄槽底坡角度； i 泄槽底坡， ?tan?i ； J 分段內(nèi)平均摩阻坡降； n 泄槽槽身糙率系數(shù)， ； v 分段平均流速， 2/)( 21 vvv ?? ， sm ； R 分段平均水力半徑， 2/)( 21 RRR ?? ， m。 V=q/A=(1*)=。 （ 3）壩坡 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游坡率取 ，下游自上而下分別取 ,，下游自下而上每 20m變坡一次 。 第 21 頁 土壩的細(xì)部結(jié)構(gòu) 壩的防滲體、排水設(shè)備 （ 1）壩體防滲 壩體防滲體根據(jù)地質(zhì)和該樞紐所在地的材料儲(chǔ)備情況采用粘土心墻，心墻頂部高程為 ，高出設(shè)計(jì)洪水位 ，頂部保護(hù)層厚度為 1m。 先假定一系列圓心位置及半徑不同的圓柱面。 根據(jù)《水工建筑物》堆石體頂面應(yīng)高出下游最高水位 并且三級(jí)壩不得小于 ,頂寬不小于 取 2m。一般是參考以建成類似工程的經(jīng)驗(yàn)擬定壩坡，再通過計(jì)算分析，逐步修改確定。出于對(duì)當(dāng)?shù)夭牧洗蟪浞掷?，可以用粘土作為防滲體材料。 石碴料物理力學(xué)指標(biāo)見表 4 石碴料物理力學(xué)指標(biāo)表 表 4 野外編號(hào) 碴 1 碴 2 碴 3 三組算術(shù)平均 比 重 擊 層數(shù)擊數(shù) 2 70 2 70 2 70 2 70 第 7 頁 實(shí)試驗(yàn) 總功能 (kgfcm/cm2) 863kJ/m3 最大干密度 (g/cm3) 最優(yōu)含水量 (g/cm3) 孔隙比 e 相對(duì)密度實(shí)驗(yàn) 最小干密度γ min (g/cm3) 最大干密度γ max (g/cm3) 最大孔隙比ε max 最小孔隙比ε min 直接快剪 φ 51176。 建議開挖坡比為： 1： ～ 1： 1。主要開發(fā)目標(biāo)為：灌溉、供水及防 洪，對(duì)該地區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。 關(guān)鍵詞： 壩工設(shè)計(jì) ,滲流分析 ,穩(wěn)定分析 ,溢洪道設(shè)計(jì) ,基礎(chǔ)處理。畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí)和基本技能，去解決實(shí)際問題和進(jìn)一步提高運(yùn)算、制圖以及使用技術(shù)資料的技巧、完成工程技術(shù)和科學(xué)技 術(shù)基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。左右的陡坡，地表殘坡積層覆蓋；河床寬約 146m，為沖洪積覆蓋，右岸地形坡度為 38176。） 17176。左右的陡坡，地表殘坡積層覆蓋；河床寬約 146m，為沖洪積覆蓋，右岸地形坡度為 38176。 經(jīng)計(jì)算， ①非常運(yùn)用情況下： R1%=；②正常運(yùn)用情況下： R1%=。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)粘土允許坡降取 [J]=4，承受的最大水頭 ，心墻底部厚須大于 。 粘性土的填筑含水量 W 為： W=Wp+IlIp 式中： Wp— — 土的塑限含水量； Il—— 液性系數(shù)，取 ~，本次設(shè)計(jì)取 ； Ip—— 土的塑性指數(shù)； 設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量： ?? 00 WW （樣最優(yōu)含水量接近其塑限含水量） 用下述公式計(jì)算最大干容重作為校核參考： GWVG a??? 1 )1(ma x? 式中： G—— 土粒比重； W—— 填筑含水量； Va—— 壓實(shí)土的含氣量，粘土取 。） 地基處理 土石壩的地基處理應(yīng)力求做到技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理。具體構(gòu)造見圖。 溢洪道基本數(shù)據(jù) 由于沒有做調(diào)洪演算，初步擬定溢洪道水力計(jì)算成果見下表： 計(jì)算情況 上游水位（ m） 下泄最大流量（ m3/s） 相應(yīng)的下游水位（ m） 校核 工程布置 引渠段 由于地形、地質(zhì)條件限制，溢流堰往往不能緊靠庫 區(qū)，需在溢流堰前開挖進(jìn)水渠，將庫水平順地引向溢流堰。泄槽一般位于挖方地段，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)地形、地質(zhì)、水流條件及經(jīng)濟(jì)等因素合理確定其形式和尺寸。 各段摻氣后的水深及邊 墻高見下表。底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定、消能效果好、對(duì)地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)以及水流霧化小等優(yōu)點(diǎn)，可適應(yīng)高、中、低水頭。穩(wěn)定計(jì)算部分，雖然只計(jì)算了下游壩坡正常蓄水位的情況，且只計(jì)算了壩址一點(diǎn)的穩(wěn)定系數(shù)，且從這一點(diǎn)可看出該壩的抗滑最小安全系數(shù)稍大于規(guī)范允許值，說明擬定的大壩結(jié)構(gòu)尺寸屬于超穩(wěn)定，建議將壩坡略微減緩。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通