【文章內(nèi)容簡介】 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 15 地基段 CD的比降 x(m) 比降 說明： A點為下游出溢點； B點為下游坡和下 游水面線交點； C點為下游坡腳； D點在地基面上。 ABC段 r以 C點為原點，沿下游坡向上為正。 CD段 x以 C點為原點，下游水平方向為正。 （ 3） 校核洪水位 計算項目 : 校核洪水位 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 16 [ 計算條件 ] 土堤頂部寬度 b = (m) 土堤頂部高度 h = (m) 上游坡坡率 1:m1 = 下游坡坡率 1:m2 = 堤身滲透系數(shù) k = (m/d) 上游水位 h1 = (m) 下游水位 h2 = (m) 斜墻頂部寬度 = (m) 斜墻底部寬度 = (m) 斜墻滲透系數(shù) = (m/d) 透水 地基深度 = (m) 透水地基滲透系數(shù) = (m/d) 有效深度系數(shù) = [ 中間計算結(jié)果 ] L = (m) Δ L = (m) 透水地基有效深度 = (m) 浸潤線計算公式原點 = (m) 浸潤線起點 x坐標 = (m) 浸潤線終點 x坐標 = (m) q39。 = 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 17 注：中間計算結(jié)果的含義參見規(guī)范 。 [ 最終計算結(jié)果 ] 下游出逸點高度 : = (m) 單位寬度滲流量 : = (m3/) 浸潤線計算結(jié)果 : X(m) Y(m) 比降計算結(jié)果 : 滲出段 AB的比降 y(m) 比降 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 18 浸沒段 BC的比降 r(m) 比降 地基段 CD的比降 x(m) 比降 說明： A點為下游出溢點； B點為下游坡和下游水面線交點； C點為下游坡腳； D點在地基面上。 ABC段 r以 C點為原點，沿下游坡向上為正。 CD段 x以 C點為原點，下游水平方向為正。 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 19 （ 4）滲流計算成果表 計算工況 上游水位 (m) 下游水位（ m） T(m) 單寬流量 (m3/) 面板后滲流水深和 h（ m） 總 滲 流 量（ m3） 正常蓄水位 設計洪水位 校核洪水位 結(jié)果分析： 面板后水深比下游水深深 1～ 3cm，故浸潤線近似一直線。 水庫在正常蓄水位的庫容為 1600萬 m3， 而每日滲流量僅為 ，水庫在校核洪水位的庫容為 1650萬 m3，而每日的滲流量僅為 m3，故滿足防滲要求。 壩體抗滑穩(wěn)定驗算 Ⅰ 上游壩坡（計算簡圖如下）： 圖 35 抗滑穩(wěn)定計算簡 圖 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 20 土坡穩(wěn)定計算過程： ? 控制參數(shù) : 采用規(guī)范 :通用方法；計算目標 :安全系數(shù)；計算滑裂面形狀 :圓弧滑動法不考慮地震 ? 坡面信息： 坡面線號 1:水平投影 78(m),豎直投影 52(m),超載數(shù) 0。 ? 土層信息： 原點上部土層數(shù) 1：定位高 ,重度 (kN/m3),粘聚力 ,內(nèi)摩擦角 25度。原點下部土層數(shù) 1，定位深 4m,重度為 ,粘聚力 ,內(nèi)摩擦角 25 度。層頂線傾角 。此外，不考慮水的作用。 ? 計算條件： 圓弧穩(wěn)定分析方法 :瑞典條分法；土條 重切向分力與滑動方向反向時將其當抗滑力對待。穩(wěn)定計算目標 :給定圓心、半徑計算安全系數(shù)；條分法的土條寬度 :(m)，圓心 X 坐標 :(m)，圓心 Y 坐標 :(m)，半徑 :(m)。 ? 計算結(jié)果 : 滑動圓心 (,),滑動半徑 R=(m),滑動安全系數(shù)為 k=。相關 應力 曲線如 36 圖 所示 ： （ a）法向力 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 21 (b) 法向應力 (c) 切向力 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 22 (d) 切向應力 圖 36 上游面 土條底部 應力 曲線 土條詳 細表見表 35 所示。 表中符號意義 : i——土條編號 x——起始 x(m) l——土條底長 (m) α——土條底部傾角 (度 ) c——土條底部粘聚力 ( akp ) φ——土條底部內(nèi)摩擦角 (度 ) W——土條重 (KN) N——土條底部法向力 (KN) T——土條底部切向力 (KN) rE ——土條右側(cè)法向力 (KN) rX ——土條右側(cè)切向力 (KN) XP ——水平超載 (KN) yP ——豎向超載 (KN) XS ——水平靜水壓力 (KN) yS ——豎向靜水壓力 (KN) U——孔隙水壓力 (KN) 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 23 Q——地震力 (KN) J——筋帶力 (KN) 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 24 表 35 上游傾斜土層穩(wěn)定計算＿土條信息表 i x l α c φ W N T Er Xr Px Py Sx Sy U Q J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 25 Ⅱ 下游壩坡（計算簡圖如下）： 圖 37 下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖 土坡穩(wěn)定計算過程： ? 控制參數(shù) : 采用規(guī)范 :通用方法；計算目標 :安全系數(shù)；計算滑裂面形狀 :圓弧滑動法不考慮地震 ? 坡面信息： 坡面線號 1:水平投影 (m),豎直投影 34(m),超載數(shù) 0 坡面線號 2:水平投影 2(m),豎直投影 0(m),超載數(shù) 0 坡面線號 3:水平投影 27(m),豎直投影 18(m),超載數(shù) 0 ? 土層信息： 原點上部土層數(shù) 1：定位高 ,重度 (kN/m3),粘聚力 ,內(nèi)摩擦角 25度。原點下部土層數(shù) 1，定位深 4m,重度為 ,粘聚力 ,內(nèi)摩擦角 25 度。層頂線傾角 。此外，不考慮水的作用。 ? 計算條件： 圓弧穩(wěn)定分析方法 :瑞典條分法；土條重切向分力與滑動方向反向時將其當抗滑力對待。穩(wěn)定計算目標 :給定圓心、半徑計算安全系數(shù)；條分法的土條寬度 :(m)，圓心 X 坐標 :(m)，圓心 Y 坐標 :(m)，半徑 :(m)。 ? 計算結(jié)果 : 滑動圓心 (,),滑動半徑 R=(m),滑動安全系數(shù)為 k=。相關曲梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 26 線圖如下： （ a）法向力 （ b）法向應力 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 27 （ c）切向力 （ d）切向應力 圖 38 下游面 土條底部 應力 曲線 土條詳細表見表 36 所示 ,有關參數(shù)說明同上游。 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 28 結(jié)論 ： 由北京理正巖土軟件計算出滑動面的最小穩(wěn)定系數(shù)為 k=，根據(jù)金刀峽水利樞紐工程的工程等別為三等，屬中型工程；主要建筑物級別為 3 級，查得壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在正常運用條件石取 ,非正常運用條件時取 。因為 minK =＞［ k］ =,所以該壩體滿足抗滑穩(wěn)定要求。 2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 29 表 36 下游傾斜土層穩(wěn)定計算＿＿土條信息表i x l α c φ W N T Er Xr Px Py Sx Sy U Q J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 梅松竹 ： 金刀峽水庫壩型優(yōu)化設計 30 壩體沉降計算 對于堆石壩體沉降變形的估算，目前多采用非線性有限元和工程類比等方法，前者由于計算模型本身和計算參數(shù)的準確性等問題，一般僅用于方案的比較中；后者由于各種條件的限制，也僅能是一種量級的估算，都只是一種近似的方法，一般采用下式對壩頂垂直沉降量進行經(jīng)驗估算： 2212112HESS? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? (31) 式中 2S ——待建壩壩頂?shù)念A計沉降值； 1S ——已建壩頂頂原型觀測沉降量； 2E ——待建壩體的變形模量，可參照類似工程選用； 1E ——已建壩體的變形模量； 2H 、 1H ——分別為待建和已建壩的壩高。 根據(jù)一般經(jīng)驗，設定金刀峽堆石壩體的壓縮模量為 100MPa，采用類比工程其沉降量計算，成果列于表 37。 表 37 沉降量計算結(jié)果 工程名稱 壩高（ m） E1(MPa) S1(mm) S2(mm) 威爾瑪特 35 115 17 塞沙納 110 145 114 帕咯納 38 75 34 麥根托斯 75 40 187 估算金刀峽水庫復合土工膜面板堆石壩壩頂沉降量（ mm） 按上述工 程類比可知：金刀峽 水庫復合土工膜面板堆石壩壩頂?shù)淖畲蟪两盗靠蛇_到 ，只要采取相應的結(jié)構(gòu)措施，不會發(fā)生 壩體的破壞。2021屆水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設計 說明書 31 第 四 章 混凝土面板計算 面板厚度及寬度 根據(jù)《混凝土面板堆石壩設計規(guī)范》 SL228— 98 關于面板厚度的相關規(guī)定，如下： 面板厚度的確定應滿足下列要求： 應能便于在其內(nèi)布置鋼筋和止水，其相應最小厚度為 ； 控制滲透水利梯度不超過 200； 在達到上述要求的前提下，應選用較薄的面板