【文章內(nèi)容簡介】 ○2得 : h= Q= 設計洪水位與相應下游水位 H= T=0m 可解得 h= Q= 校核洪 水位與相應下游水位 H= T=0m 可解得 h= Q= 列至表 中 表 計算情況 計算項目 正常蓄水位 設計洪水位 校核洪水位 上游水深 H （ m） Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 下游水深 T1 （ m） Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 0 0 0 Ⅲ Ⅲ 0 0 0 逸出水深 h （ m） Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 單寬流量 q (106m3/) Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 土料設計 計算公式 粘性土料的填筑密度以壓實干容重為設計指標，并按壓實度確定： P = ?d/?dmax 式中： P————— 填土的壓實度； ?d———— 設計填筑干容重； ?dmax———— 標準擊實試驗最大干容重。 Ⅱ級壩和各種等級的高壩 P應不低于 ～ ；對Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級壩（高壩除外）應不低于 ～ 。在該計算中 P取 斜墻土石壩計算書 19 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 19 設計最優(yōu)含水量取在塑限附近略高于塑限，可用下式擬定： ω= ω p+IlIp 式中： ω p———— 土料的塑限； Ip————— 土料的塑性指數(shù)； Il————— 土料的液性指數(shù)，高壩可取 ～ ，低壩可取 ～。 粘性土料實際所能達到的最大干容重為： ?d = ?s(1Va)/(1+w?s/?0) 式中： Va————— 壓實土體單位體積中的含氣率，粘土 ，壤土 ，砂壤土 ； ?s————— 土粒容重； ω ———— 填筑含水量。 計算結果 粘性土料設計的計算成果見表 。 表 粘性土料設計成果表 料 場 比 重 GS 最大 容重 ?dmax 設計 干容重 ?d 塑限 含水量 ω p 液限含水率 ω p 塑性指數(shù) Ip 填筑 含水量 ω 自然 含水量 孔隙比 e 內(nèi)摩擦角 φ 凝 聚 力 1下 2下 1上 2上 3下 2.70 料場 有機含量灼熱法 % 可溶鹽含量 % 滲透 系數(shù) 106 凝聚力 kPa 固結壓縮系數(shù) cm2/kg 1下 2下 1上 2上 3下 斜墻土石壩計算書 20 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 20 計算公式 壩殼砂礫料填筑的設計指標以相對密實度表示如下： Dr =(emaxe)/(emaxemin) 或 Dr =(rdrmin)rmax/(rmaxrmin)rd 式中： emax為最大孔隙比； emin為最小孔隙比； e 為填筑的砂、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的孔隙比； rd為填筑的砂、砂卵石或原狀砂、砂卵石干容重。 設計相對密實度 Dr要求不低于 ～ ；地震情況下，浸潤線以下土體按設計烈度大小 Dr不低于 ～ 。 nmax=, emax= nmax/(1 nmax)=()= nmin=, emin= nmin/(1 nmin)=()= e= emax Dr (emax emin) 根據(jù)砂礫場顆粒粒徑，畫出個料場砂礫曲線圖 如圖 , 所示。 在圖上找出 d60和 d10時所對應的土粒含量 .從而求的不均勻系數(shù) η = d60/ d10 在圖上直接查處大與 5mm 的顆粒含量 . 土石壩的壩殼材料主要為了保持壩體的穩(wěn)定性，要求有較高的強度。下游壩殼水下部位和上游壩殼水位變動區(qū)宜有較高的透水性，且具有抗?jié)B和抗震穩(wěn)定性。應優(yōu)先選用不均勻和連續(xù)級配的砂石料。認為不均勻系數(shù)η =30～ 100 時較易壓實，η 5～ 10 時則壓實性能不好。 W=Wp+I1Ip I=~ 選用 Va= 各砂礫場的滲透系數(shù)均為 179。 102厘米 /秒左右 ,最大孔隙率為 ,最小空隙率為 . 1000 100 10 1 0 . 10204060801001 上砂礫石級配曲線大于某粒徑砂粒P（%）1000 100 10 1 0 . 10204060801002 上砂礫石級配曲線大于某粒徑砂粒P（%）斜墻土石壩計算書 21 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 21 1000 100 10 1 0 . 10204060801003 上砂粒石級配曲線大于某粒徑砂粒P（%）1000 100 10 1 0 . 10204060801004 上砂粒石級配曲線大于某粒徑砂粒P（%） 圖 砂礫場顆粒級配曲線圖 1000 100 10 1 0 . 10204060801001 下砂粒石級配曲線大于某粒徑顆粒P（%）1000 100 10 1 0 . 10204060801002 下砂粒石級配曲線大于某粒徑顆粒P（%） 斜墻土石壩計算書 22 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 22 1000 1 0 0 10 1 0 . 10204060801003 下砂礫石級配曲線大于某粒徑顆粒P（%）1000 100 10 1 0 . 10204060801004 下砂礫石級配曲線大于某粒徑顆粒P（%） 圖 砂礫場顆粒級配 曲線圖 計算成果 砂礫料的計算成果見表 砂礫料的相對密實度計算成果表 料場 emax emin n e Dr 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 只有 3上 和 4上 料場的相對密實度大于 ，滿足規(guī)范要求，現(xiàn)對 3上和 4上料場土料進行物理性質(zhì)計算。 斜墻土石壩計算書 23 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 23 砂礫料不均勻系數(shù)表 料場 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 Cu 表 砂礫料計算成果匯總表 料 場 不均勻系數(shù) Cu 5mm礫石含量 （ %） 比 重 GS 設計干容重 ?d (kN/m3) 設計孔隙比 e 保持 含水量 ω（ %） 濕容重 ?w (kN/m3) 浮容重 ?b (kN/m3) 內(nèi)摩擦角 φ 粘聚力 c 滲透 系數(shù) k (102cm/s) 1上 56 ．23 46 5 1 5 35186。10 0 2上 6 48 4 1 5 36186。00 0 3上 0 49 6 9 5 35186。40 0 4上 1 46 5 0 5 36186。30 0 1下 8 47 5 1 5 35186。20 0 2下 2 42 3 5 5 36186。40 0 3下 8 44 3 1 5 35186。50 0 4下 7 46 2 1 5 37186。10 0 土石壩的壩殼材料主要為了保持壩體的穩(wěn)定性，要求有較高的強度。根據(jù)規(guī)范要求砂 礫石的 相對密實度 Dr要求不低于 ，上述料場中只有 3上 和 4上 料場滿足要求，其余料場不符合要求不予采用。下游壩殼水下部位和上游壩殼水位變動區(qū)宜有較高的透水性，且具有抗?jié)B和抗震穩(wěn)定性，應優(yōu)先選用不均勻和連續(xù)級配的砂石料。認為不 均勻系數(shù)η =30～ 100 時較易壓實，η 5～ 10 時則壓實性能不好。而 3上 料場砂礫料的不均勻系數(shù)η =25＜ 30,不滿足要求，從顆粒級配曲線上也可以看出， 4上 料場的砂礫料顆粒級配較好，物理力學指標也較高，可優(yōu)先使用，故選擇 4上 料場作為砂礫料的主料場。 斜墻土石壩計算書 24 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 24 a167。182。 39。? i? ii←↓↓←↓滑動面滑動面 穩(wěn)定分析 由于穩(wěn)定驗算荷載組合情況較多，為節(jié)省時間，本設計采用 Visual basic編寫的山坡填土楔塊穩(wěn)定分析計算機程序進行，源程序見附錄一。該程序處 理三個楔形塊，即破壞平面的數(shù)目為三個。在使用時，破坡平面的位置沒有必要一定取在填土的底部，可假設破壞平面由任何三條或小于三條的直線組成，然后計算出安全系數(shù)，最小的破壞平面即是最危險的破壞面 滑楔法如圖所示 圖 滑楔法 示意圖 Pi=sec(￠ ei’ ?i+223。i)[Pi1cos(￠ ei’ ?i+223。i)(Wi+Vi)sin(￠ ei’ ?i)+Uisec?isin￠ ei’ △ xCei’ sec?icos￠ ei’△ x+cos(￠ ei’ ?i)] 其中： Cei’ =Ci’ /K tan￠ ei’ =tan￠ i’ /K Wi：楔塊重量 Pi:：土條一側(cè)的抗滑力 Pi1：土條另一側(cè)的下滑力 Wi：土條重量 Ui：作用于土條底部的孔隙壓力 Wi、 Vi：分別為水平和垂直地震慣性力 ?i：土條底部與水平面的夾角 223。i：土條一側(cè) Pi 與水平面夾角 223。i1：土條另一側(cè) Pi1 與水平面夾角 穩(wěn)定計算中需選取不利工況和不利部位進行穩(wěn)定計算，本設計中對上下游坡分別計算以下幾種工況下的安全系 數(shù)： 上游坡： 1） 1/3 壩高水深 H = m ； 2）死水位 2796 m ； 3）正常蓄水位 ； 4）正常蓄水位 +地震 。 下游坡： 1）正常蓄水位時 m ； 2)設計洪水位時 m ； 3）正常蓄水位 +地震。 計算以上幾種工況下的上下游壩坡的最小安全系數(shù)，計算成果見表 。 斜墻土石壩計算書 25 水利水電工程學院 05 級畢業(yè)設計 25 表 各種工況上下游壩坡穩(wěn)定計算成果 部位 組合情況 最小安全系數(shù) Kmin 上 游 坡 1/3 壩高水深 H = m 死 水位 2796 m 正常蓄水位 m 正常蓄水位 +地震 下 游 坡 正常蓄水位時 設計洪水位時 m 正常蓄水位 +地震 主要建筑物土壩的等級為Ⅱ級，查規(guī)范可知其壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)應滿足以下條件：正常運用條件下不低于 ，非常運用條件Ⅰ時不低于 ，非常運用條件Ⅱ時不低于 。 表 中各工況下的安全系數(shù)均滿足要求，且壩坡的穩(wěn)定安全系 數(shù)較大，就此而言，可考慮加陡壩坡以節(jié)省工程量。但鑒于進行穩(wěn)定計算時所作的假設條件可能與實際不符等因素，故而不改變壩坡，維持原擬定剖面尺寸不變。 細部設計 ，反濾層的設計計算： 反濾層的設計要滿足兩個條件：（ 1）濾土要求；（ 2）排水要求。 ．防滲墻的反濾層 ： 按照規(guī)范，被保護土是粘性土，小于 顆粒含量 71%，在 40%到 85%之間。 由濾土要求： 15D ? 由排水要求： 15D ? 4 15d ，且要滿足 15D ? 第一層反濾料從已經(jīng)探明的料場中可以發(fā)現(xiàn)只有 1下 滿足要求， 15D =。