【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)分析了壩址的地形和地質(zhì)條件，對比幾種壩型最終。選取常態(tài)混凝土重力壩和壩軸線并進(jìn)行了樞紐布置。樞紐建筑物包括泄水建。筑物、擋水大壩、底孔、供水管道和電站等。然后對該工程的溢流壩及底孔。的形式和消能及防沖進(jìn)行了設(shè)計(jì)。壩體剖面的穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算，荷載組合取。本組合；以校核荷載和地震荷載作為特殊組合。本次設(shè)計(jì)的主要成果有：設(shè)計(jì)說明書1份，設(shè)計(jì)圖紙6張以及其他。相關(guān)附圖附表等。計(jì)算、繪圖和編寫說明書的能力等。冊等的基礎(chǔ)上完成的。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：銅錢壩水庫洪水分析及調(diào)洪。灌溉用水，以及防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚的要求。習(xí)基本上達(dá)到了預(yù)期的目的。

　　

【正文】 上游垂直水壓力為： KNVW 3 1 8401 ?? ? 下游垂直水壓力為： KNVW 502 ?????? ? 校核水位： 上游垂直水壓力為： KNVW 7 0 9401 ?? ? 下游垂直水壓力為： KNVW 502 ????? ? 4. 正常水位揚(yáng)壓力 mHHHmHmH ,40 2121 ????? mb 3? 為廊道寬度 mb 39。 ? 為灌漿孔處距上游壩面的距離 mb 39。39。 ? 為排水孔處距下游壩面的距離 28 查表 , 21 ?? ?? ，則 揚(yáng)壓力為 KNBHU 3 3 4 ????? ? KNHbU 1 5 4 39。102 ?????? ?? KNHbU 3 6203 ?? ?? KNHbU 119521 204 ?? ?? KNbHHU )(21 39。2021 ??? ??? KNbHHU )(2120216 ??? ???? 5. 校核水位揚(yáng)壓力 mHHHmHmH , 2121 ????? mb 3? 為廊道寬度 mb 39。 ? 為灌漿孔處距上 游壩面的距離 mb 39。39。 ? 為排水孔處距下游壩面的距離 查表 , 21 ?? ?? ，則 揚(yáng)壓力為 KNBHU ????? ? KNHbU 1 3 8 39。02 ????? ?? KNHbU ?? ?? KNHbU 6721 204 ?? ?? KNbHHU )(21 39。2021 ??? ??? KNbHHU )(2120216 ??? ???? 5. 浪壓力 正常蓄水位時(shí)的波高和波長由上面計(jì)算已得： 波高： mhh ll 7 0 %5%1 ?? 29 波長： mL ? 因?yàn)閴吻八?mH 40? ， 2LH? ，波浪運(yùn)動(dòng)不受庫底的約束，故此波為深水波。 mLHc thLhh lz ?? ?? 因此作用于鉛直壩面的浪壓力之合力為： KNhhLP zlwk )(41 ??? ? 校核洪水位時(shí)由上面計(jì)算的： 0 . 1 % 5 %1 .5 2 1 .5 2 0 .2 9 5 0 .3 6lh h h m? ? ? ? ? ? 0. 810 .4 0. 29 5 3. 91 6Lm? ? ? 23 . 1 4 0 . 7 0 2 2 3 . 1 4 4 7 . 9 1 0 . 1 9 77 . 8 3 6 7 . 8 3 6zh c th m? ? ?? ? ? 因此作用于鉛直壩面的浪壓力之合力為： KNhhLP zlwk )(41 ??? ? 6． 淤沙壓力 因 mhs 15565580 ??? ， 則水平淤沙壓力： KNtghPssbsh )22845(21 22 ?????? 垂直泥沙壓力： ? ?1 8 . 0 1 5 1 5 0 . 2 1 8 02svP K N? ? ? ? ? ? 7. 地震力 （ 1）、地震慣性力：本設(shè)計(jì)只考慮水平地震慣性力，計(jì)算公式為gGF iEihi /???? ，式中 gh ?? ， ?? , 質(zhì)點(diǎn) i的動(dòng)態(tài)分布系數(shù)見圖 63： 30 圖 63 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)分布系數(shù) 荷載標(biāo)準(zhǔn)值及計(jì)算結(jié)果見表 61。 表 61 非溢流壩壩基面地震慣性力計(jì)算表（公式： Fi=ahξ GEiα i/g） 分塊 Gi hi ∑Gei/Ge (hi/H) αi 力（ KN） 1 2 3 8 0 （ 2）、地震動(dòng)水壓力： 計(jì)算公式 2039。 HF wh???? , 式中 g? ? 、 ?? 。上游面地震動(dòng)水壓力： KNgF 239。 ??????上 對壩基面形心力矩： MKNHFM ?????? 4 7 8 4402 6 139。上 下游面地震動(dòng)水壓力： KNgF 239。 ??????下 對壩基面形心力矩： MKNHFM ??? 239。39。下 經(jīng)統(tǒng)計(jì)： KNFFF 2701026039。 ?????? ’下’上 MKNMMM ????? 39。39。 下上 31 壩基面穩(wěn)定計(jì)算 抗滑穩(wěn)定分析是重力壩設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的是核算壩體沿壩基面或壩體內(nèi)部緩傾角軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑穩(wěn)定的安全度。目前采用的方法有單一安全系數(shù)法及基于目標(biāo)可靠度的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，本次設(shè)計(jì)采用兩種方法分別進(jìn)行計(jì)算。 （ 1） 單一安全系數(shù)法 依照《 混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL3192021 的規(guī)定：壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算主要核算壩基面穩(wěn)定條件，應(yīng)按抗剪強(qiáng)度公式（ 421）或抗剪斷強(qiáng)度公式（ 422）進(jìn)行驗(yàn)算。 ()sf W UK P?? ?? , ()sf W U c AK P??? ? ? 本次設(shè)計(jì)采用兩個(gè)公式分別計(jì)算安全系數(shù)，根據(jù)壩基巖石條件取f==、 c′ ==1100kPa，由于銅錢壩屬于Ⅲ級所以 Ks在基本組合時(shí)取 ，校核 洪水時(shí)取 ，地震情況時(shí)取 ， Ks′不分工程級別，基本組合時(shí)取 ，校核洪水時(shí)取 ，地震情況取 。 （正常蓄水位時(shí) ） 上游水位為 605m,下游水位為 ，相應(yīng)數(shù)據(jù)見表 63： ? ? ?????sK (滿足穩(wěn)定要求 ) 用抗剪斷公式驗(yàn)算時(shí)： ? ? 39。 ??????sK （大于 ，故滿足穩(wěn)定要求） 表 62 重力壩荷載計(jì)算表 (彎矩逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù) ) 荷載效應(yīng) 方向 力標(biāo)準(zhǔn)值（ KN） 對壩基中點(diǎn)力力矩(KNm) 分項(xiàng)系數(shù) 力設(shè)計(jì)值（ KN） 設(shè)計(jì)力矩 (KNm) 32 上游水位為 ,下游水位為 ，相應(yīng)數(shù)據(jù)見表 64： 臂（ m） 自重 G1 下 1 G2 下 4 1 G3 下 1 靜水壓力 P1 左 7848 1 7848 P2 右 1 W1 下 1 W2 下 245 1 245 揚(yáng)壓力 U1 上 3345 0 0 4014 0 U2 上 1543 U3 上 U4 上 1195 1434 9321 U5 上 U6 上 浪壓力 PL 左 2 泥沙壓力 Psh 左 5 Psv 下 180 216 基本組合 ΣW= ΣU= ΣP=P 1P2+PL+Psh= ΣW39。= ΣU39。= ΣP39。=7977KN 力矩和 ΣM= m 不計(jì)揚(yáng)壓力 ΣM=m ΣM39。= m 33 用抗 剪公式驗(yàn)算時(shí)： ? ? ?????sK (滿足穩(wěn)定要求 ) 用抗剪斷公式驗(yàn)算時(shí)： ? ? 39。 ??????sK 大于 ，故滿足穩(wěn)定要求） 表 63 重力壩荷載計(jì)算表 (彎矩逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù) ) 荷載效應(yīng) 方向 力標(biāo)準(zhǔn)值（ KN） 對壩基中點(diǎn)力臂（ m） 力矩(KNm) 分項(xiàng)系數(shù) 力設(shè)計(jì)值（ KN） 設(shè)計(jì)力矩 (KNm) 自重 G1 下 1 G2 下 4 1 G3 下 1 靜水壓力 P1 左 1 P2 右 1 W1 下 1 W2 下 808 14342 1 808 14342 揚(yáng)壓力 U1 上 6076 0 0 0 U2 上 1380 1656 U3 上 U4 上 U5 上 1473 U6 上 浪壓 PL 左 34 上游水位為 605m,下游水位為 ，相應(yīng)數(shù)據(jù)見表 65： 表 64 重力壩荷載計(jì)算表 (彎矩逆時(shí)針為正順時(shí)針為負(fù) ) 荷載效應(yīng) 方向 力標(biāo)準(zhǔn)值（ KN） 對壩基中點(diǎn)力臂（ m） 力矩(KNm) 分項(xiàng)系數(shù) 力設(shè)計(jì)值（ KN） 設(shè)計(jì)力矩 (KNm) 自重 G1 下 1 G2 下 4 1 G3 下 1 靜水壓力 P1 左 7848 1 7848 P2 右 1 W1 下 1 W2 下 245 1 245 揚(yáng)壓力 U1 上 3345 0 0 4014 0 U2 上 1543 U3 上 U4 上 1195 1434 9321 U5 上 U6 上 力 1 72 泥沙壓力 Psh 左 5 Psv 下 180 216 基本組合 ΣW= ΣU= Σ P=P1P2+PL+Psh= ΣW39。= ΣU39。= ΣP39。= 力矩和ΣM= m 不計(jì)揚(yáng)壓力 ΣM= m ΣM39。= m 35 42 904 浪壓力 PL 左 6 52 泥沙壓力 Psh 左 5 Psv 下 180 216 慣性力 F 左 717 1 717 動(dòng)水壓力 F0 左 270 4820 1 270 4820 基本組合 ΣW= ΣU= ΣP= ΣW39。= ΣU39。= ΣP39。=8964KN 力矩和 ΣM= m 不計(jì)揚(yáng)壓力ΣM=m ΣM39。= m 用抗剪公式驗(yàn)算時(shí)： ? ? ?????sK (滿足穩(wěn)定要求） 用抗剪斷公式驗(yàn)算時(shí)： ? ? 39。 ??????sK （大于 ，故滿足穩(wěn)定要求） （ 2）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 要求同時(shí)滿足抗滑穩(wěn)定和壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力的極限狀態(tài)。驗(yàn)算壩基抗滑穩(wěn)定，對于承載能力狀態(tài)應(yīng)考慮持久狀況和偶然狀況，對于正常使用狀態(tài)只考慮持久狀況。 A．抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài) 設(shè)計(jì)公式為： ? ? ? ?0 1, kd k ddS F a R f a?? ?? （ 68） 式中：γ 0—— 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對應(yīng)于結(jié)構(gòu)安全級別 為 I、Ⅱ、Ⅲ級的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件，可分別取用 、 、 ；銅錢壩主要建筑物級別為3 級，對應(yīng)的結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅲ級，故取 ； Ψ —— 設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，對應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況，可分別取用 1． O、 、 ； S( )—— 作用效應(yīng)函數(shù)； R( )—— 抗力函數(shù)，其中 摩擦系數(shù) f′的材料性能分項(xiàng)系數(shù)為 ，則 36 設(shè)計(jì)值為 f′ /=, 凝聚力 c′的材料性能分項(xiàng)系數(shù)為，則設(shè)計(jì)值為 c′ /=； dF —— 作用的設(shè)計(jì)值； ka —— 結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)； fd—— 材料性能的設(shè)計(jì)值； γ d—— 基本組合結(jié)構(gòu)系數(shù)。 （一）基本組合 對于持久狀況時(shí)， Ψ取 ， S( )=∑ P=7977KN,則γ 0Ψ S( )= 7977=，γ d取 ，而 ? ? ? ?? ?? ? 111 39。39。?????????? ? AcwfRd? 所以此工況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求 （二）偶然 組合 對于地震情況用擬靜力法計(jì)算時(shí)，Ψ取 ， S( )=∑ P=8964KN,則γ 0Ψ S( )= =，γ d取 ，則 ? ? ? ?? ?? ? 111 39。39。?????????? ? AcwfRd? 所以此工況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求；對于校核洪水時(shí)， Ψ取 ， S( )=∑P=,則γ 0Ψ S( )= =8303KN，γ d取 ，則 ? ? ? ?? ?? ? 111 39。39。?????????? ? AcwfRd? 所以此工況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求。 綜述，在承載能力情況下，抗滑穩(wěn)定滿足要求。 37 設(shè)計(jì)公式為： ? ? ? ?0 1, kd k ddS F a R f a?? ?? 式中： R( )—— 抗力函數(shù)，其中銅錢壩采用標(biāo)號為 C15 的混凝土，其抗壓強(qiáng)度 材 料 性 能 分 項(xiàng) 系 數(shù) 為 ， 則 設(shè) 計(jì) 值Ra=R/=15000/=10000 KPa。