【正文】 圖 31 透水地基上帶截水槽的心墻壩的滲透計(jì)算 本設(shè)計(jì)土壩滲流的具體計(jì)算 在本設(shè)計(jì)中， 滲流計(jì)算選取河床最大壩高斷面，具體的計(jì)算工況如下： (a)工況 1， 水庫為 正常蓄水位 穩(wěn)定滲流期 ； (b)工況 2， 水庫為 設(shè)計(jì)洪水位 穩(wěn)定滲流期 ； (c)工況 3， 水庫為 校核洪水位 穩(wěn)定滲流期 ； (d)工況 4，庫水位自校核洪水位降至 正常蓄水 位 時(shí)； (e)工況 5，庫水位自正常蓄水位下降至死水位 時(shí)。 表 33 校核洪水位心墻內(nèi)的浸潤線代表坐標(biāo) x(m) 0 2 4 6 8 10 12 y(m) 44 圖 33 校核洪水位時(shí)的浸潤線圖 同理工況 1 通過試算得出對(duì)應(yīng)的逸出點(diǎn)水深 h，及單款流量，試算表格如下（表 34），可以由表 3 36 下游和心墻的代表坐標(biāo)繪出浸潤線，如圖 34 所示。 計(jì)算工況： 穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定。 （ 3） 取條塊寬度 mRb 1 310 ??? ，以通過圓心鉛直線作為第 0 號(hào)土條的中心線，向左以寬度 量得為 8 塊，編號(hào)為 1～ 8 號(hào)；同樣向右量得 3 塊，編號(hào)為 1～ 土條的 i?sin ， i?cos 值，并填入表 41 中 1 15 欄。ln） ，則壩坡穩(wěn)定系數(shù) K 為： 2 2 8 9 0 8 7s i ns e ct a n]s e cc o s 39。ln（KN）土體重量Wi(t) 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 表 43 正常蓄水位位穩(wěn)定計(jì)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 10 0 0 12 0 0 2322 17 7 10 0 0 0 0 0 0 193 6 10 0 0 0 0 0 0 5 10 24 000 240 0 0 240 4 10 0 0 0 0 3 10 0 0 0 0 196 2 10 0 0 1112 0 0 1 10 0 0 1246 0 0 0 10 0 1062 51 0 0 1 10 0 0 0 0 210 0 0 0 0 Σ 16055 13946K 工況：正常 圓 心：O1 半 徑：106 .07 m 土 條寬度：10m 滑 坡位置：下游坡土體重量Wi(t)sinαncosαn摩察系數(shù)t an φn180。 R=（ P1+H）x 0 y 0 x 1 2 y 第五章 溢洪道設(shè)計(jì) 38 =（ +） =。ln（K N）土條編號(hào)水面線至浸潤線高度h 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算 34 表 42 設(shè)計(jì)洪水位穩(wěn)定計(jì)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。 （ 9） 在滑動(dòng)面上總滑動(dòng)力為 Wnsinα n，總抗滑力為（ Wncosα nun） tanφn180。角 ，另外兩個(gè)邊界壩坡中點(diǎn)為圓心作兩個(gè)圓弧，內(nèi)外圓弧的半徑分別是 R1 、 R2。 具體計(jì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(huì)發(fā)生滲透破壞。（注：下游浸潤線是以圖 32 所示 O 點(diǎn)位坐標(biāo)原點(diǎn)描點(diǎn)）計(jì)算結(jié)果如表 32，繪圖 33。 假設(shè)：（ 1）不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用。南山水庫擋水土壩為 4 級(jí)，故本設(shè)計(jì)中 P=5%，南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 因?yàn)? 0 5 7 ???Hhm，所以 ?mpRR ，則 Rp= mR =1。 表 21 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) wK gHV ≤ 1 ≥ wK 1 蒲田試驗(yàn)站的波高和波長計(jì)算： 1） 平均波高 mh 用簡化公式計(jì)算，代入已知參數(shù)得： mWgDgWhm 2222??????? ?????????? 2） 平均周期 Tm 按以下公式計(jì)算： ???? mm hT 3） 有經(jīng)驗(yàn)得知本設(shè)計(jì)計(jì)算平均 mL 按以下公式計(jì)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(jì) 15 mLhmKKRmmwm122??????? ? 計(jì)算設(shè)計(jì)爬高值 R。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。 表 16 各點(diǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo) 坐標(biāo) a 起漲點(diǎn) b 起漲段轉(zhuǎn)折點(diǎn) c 洪峰 d 退水段轉(zhuǎn)折點(diǎn) e 終止點(diǎn) Q 地面 (m3/s) 0 mQ? mQ? mQ? 0 時(shí)間 T（ h） 0 T T 為過程線底寬，由下式計(jì)算 T=（ h） 式中： W 為洪水總量，由下式計(jì)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(jì)算各轉(zhuǎn)折點(diǎn)流量和時(shí)間，表 17 第 2 欄，即為所求地面流量過程線 。 將表 12 第 9 欄各時(shí)段毛雨量列于表 13 第 1 欄，計(jì)算各時(shí)段累積雨量，填于第 2 欄。10180。 則 P3（ %） = =114mm。 根據(jù) θ=L/J 3/1 =()1/3=。圖 12 所示。 由各時(shí)刻的下泄流量查得各時(shí)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) =。由規(guī)范知 非常運(yùn)行條件下，采用多年平均年最大風(fēng)速 ，故計(jì)算風(fēng)速 :校核時(shí) W=18m/s。 本設(shè)計(jì)采用了 %的沉降計(jì)算。如果按后者計(jì)算出的浸潤線進(jìn)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。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。由于本設(shè)計(jì)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。計(jì)算各區(qū)土條分段條塊的重量，計(jì)算重量時(shí)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(jì) 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(jì)算滑動(dòng)力時(shí)用飽和容重 s? = 噸 /米 2，計(jì)算抗滑力時(shí)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。 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算 30 圖 41 校核洪水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 圖 42 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 43 正常蓄水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 圖 44 正常蓄水位降至死水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)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。（Wncosα n un）tan φn180。ln（K N） 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 第五章 溢洪道設(shè)計(jì) 控制堰設(shè)計(jì) 控制堰采用克 — 奧 Ⅰ型 溢流堰 。各工況下的穩(wěn)定安全系數(shù)均比 規(guī)范大 左右，因此壩坡坡率還有變小的空間。 （ 5） 將圓弧面上摩擦系數(shù) ??tan 填入 16 欄中。 計(jì)算過程 南山水庫擋 水土壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算分析采用的計(jì)算斷面和計(jì)算工況與滲流計(jì)算一樣，在這僅以工況 3 即上游為校核洪水位，下游為相應(yīng)的最高水位時(shí)，在穩(wěn)定滲流情況下的下游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算為例進(jìn)行說明。值得注意的是：在穩(wěn)定分析時(shí)死水位以上上游浸潤線以下的土體均為飽和狀態(tài)。 2）計(jì)算參數(shù) 心墻滲透系數(shù) K0=6 108m/s，透水地基滲透系數(shù) KT=3 106m/s，下游壩殼土的滲透系數(shù) K= 106m/s；上游水深 H1=，下游水深 H2=，透水層厚度 T=， L=；心墻的平均厚度 δ =心墻總面積247。 壩頂高程由設(shè)計(jì)情況控制，設(shè)計(jì)竣工時(shí)壩頂高程為 。上游壩坡系數(shù) m 取 。 第二章 大壩剖面確定 14 第二章 大壩剖面確定 正常運(yùn)行情況下的超高計(jì)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，吹程為 1000m，工程等級(jí)為 Ⅳ等，大壩為 4級(jí)。 表 18 該流域三十年一遇設(shè)計(jì)洪水過程計(jì)算表 序號(hào) 時(shí)間 Qm 地面（ m2/s） Qm 地下（ m2/s） Qτ（ m2/s） T(h) △ t(h) 1 2 3 4 5 6 ⑴ 0 0 0 0 ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ 0 ⑹ 1 ⑺ 1 ⑻ 1 ⑼ 1 ⑽ 1 ⑾ 1 0 0 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 三十年一遇設(shè)計(jì)洪水過程線0 00510152025300 2 4 6 8 10 12tQ系列1 圖 12 三十年一遇的洪水過程線 按照這種方法可以得到三百年一遇校核洪水線見圖 13，并得到校 核洪峰流量 Qm = /s。 用經(jīng)驗(yàn)公式 m= 計(jì)算，得 m=。 則 30 年 一遇 60 分鐘， 3 小時(shí)， 6 小時(shí)面暴雨量為： mmaPPmmaPPmmaPP 4 39 9 9 4 4 1 39 9 9 1 4 9 9 6%)(6%)(63%)(3%)(3m i n60%) i n (60%) i n (60??????????????? ③ 列表計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配 將表 11 控制時(shí)段雨量的百分?jǐn)?shù)列于表 12 第 7 欄。44180。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 表 11 以 60 分鐘為時(shí)段的雨型分配表 時(shí)段 （ 60min）