【正文】 STABILITY ANALYSIS OF GRAVITY DAM ********** BY WCT ************ STRESES amp。30118 ************* DSBZCJH1 !PR: GRAVITY DAM trubasic By WCT READ YT,YF,T0,YU,NU,YD,ND DATA ,86,4,.2,.8 READ Y8,Y9,VZ,FD DATA ,27,3 READ Y3,Y4,VF DATA ,94,15 READ RD,YN,RN,NF,UT,UH DATA 24,92,.7,20,6,.25 READ F,FF,FC,RC,YC DATA .7,1,500,14300, READ YG,XG DATA 89,6 NEW SPECIFICATION CONDITION 1 CONDITION 2 CRITICAL STATE LEFT RIGHT LEFT RIGHT Yv*(CP)=1/rd*(f*W/rf+C*A/rc) 12182 14943 13039 14134 [kN] Yv*(W/B6M/B2)(1+m2)=1/rd*(fc/rm) 1330 5296 1506 5296 [kPa] (W/B+6M/B2)=0 300 0 53 0 [kPa] 15 **** STRESES amp。最終確定最優(yōu)方案為： 表 7 大壩剖面優(yōu)化最優(yōu)方案（單位： m） 壩段 最優(yōu)方案 擋水壩 建基面高程 86 壩頂高程 上游起坡高程 105 上游坡率 下游起坡高程 125 下游坡率 壩頂寬 4 壩底寬 39 溢流壩 建基面高程 86 堰頂高程 上游起坡高程 105 上游坡率 反弧半徑 下游坡率 坎頂高程 95 壩底寬 六、 工程量與 開挖量計算 根據(jù)地形圖以及各壩段在地形圖中的位置，繪出各壩段開挖線，計算開挖面積，近似取壩段左右兩斷面的開挖面積的平均值為該壩段的開挖面積。 v1=v=h1=h= h2=9589=6m 9 L=1/{+*[+2*(+6)]1/2}= ②下游沖刷坑深度的計算 關于沖刷坑深度，目前還沒有比較精確的公式，可按下式進行估算： t k=α 式中： t k 為水墊厚度，自水面至沖刷坑的距離， m； q 為單寬流量， m3/(s 從而使 上游直線段，堰頂曲線段、下游曲線段、下游直線段以及反弧段得以確定。 ~25176。當流速小于 16m/s 時，取下限；流速大時，宜采用較大值。 查圖 2 下游水位 ~流量關系曲線， 校核洪水 （ %） 下，Q=588m3/s 時的下游水位為 94m。=*(*m2)=*(*)= 求得： xA=， yA=，即 A(， )。 R1==*= R2==*= R3==*= 三段復合圓弧水平坐標值： =*= =*= =*= 豎直坐標值為： y1=， y2=， y3= ② 下游曲線段 該剖面堰頂 O1點下游的曲線由公式 (y/Hd)=k(x/Hd)n計算，式中系數(shù) k 及指數(shù) n 決定于堰上 游面的坡度，取 k=， n=，代入上述公式得： = 式中的 Hd為不包括行近流速水頭的剖面設計水頭， Hd=。 7 ②堰頂曲線段 WES剖面堰頂曲線如右圖。 FI=AHAF== 重力壩底寬 DE DE=DH+HE=*+4+*= 圖 1 擋水壩計算簡圖 （五） 壩面優(yōu)化 通過電算對比分析，可知最優(yōu)方案為：上游起坡高程： 105m；上游坡比： ；下游起坡高程： 125m；下游坡比： ；壩頂寬度： 4m。 J 點為下游壩坡坡面延長線與上游面交點 。根據(jù)寧村水庫工程地質(zhì)條件，初擬n=， m=。 （二） 建基面高程 的確定 根據(jù)該壩的地形地質(zhì)條件，建基面可設在弱風化處，在高程為 85m~86m 附近，該設計取建基面高程為 （三） 壩頂寬度的確定 根據(jù)《混凝土重力壩規(guī)范》 SDJ2178，壩頂寬度應根據(jù)設備布置運行檢修施工和交通等需要確定，并應考慮抗震特大洪水時搶護以及其他特殊要求。 防浪墻頂高程 =設計洪水位 +△ h 設 防浪墻頂高程 =校核洪水位 + △ h 校 其中設計洪水位、校核洪水位已計算得出，只需求 △ h 即可。故選定方案 四 作為設計依據(jù)。 與資料給的 設計洪水（ 2%） Q 設=450m3/s 比較，誤差不超過 1%即可。 二、孔口尺寸擬定及設計洪水位、校核洪水位的確定 （一） 堰頂高程的擬定 因為是開敞式溢流壩身泄水，并無調(diào)節(jié)等要求，因此堰頂高程就是正常蓄水位高程，即為 。 則堰頂寬 b=Q/q=588/28=21m 由 Hd=(~) H 校 ， 取 Hd= H 校 即 Hw / Hd= 查圖 3 可得 m=＜ ，滿足要求。下游河道平均水深 2米左右。11 （二）附表二：溢流壩電算方案 11 七、附表 10 五、大壩剖面優(yōu)化和應力穩(wěn)定分析 9 （四）壩體強度穩(wěn)定極限狀態(tài)設計 8 （三）導墻設計 3 （三） 設計洪水位、校核洪水位的計算 3 （一） 堰頂高程的擬定 3 二、 孔口尺寸擬定及設計洪水位、校核洪水位的確定 3 （二） 計算過程 4 三、 擋水壩設計 5 （四）上下游壩坡坡率及起坡點位置的確定 5 （一）溢流壩斷面設計 18 3 寧村水庫重力壩初步設計計算書 一、工程等級的確定 （一） 原理： 擬定泄水建筑物，進行調(diào)洪計算，求得校核洪水位，再根據(jù)附圖 1（寧村水庫水位 ~庫容關系曲線）查得水庫總庫容，最終根據(jù)規(guī)范 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL2522020 確定工程等級。預計采用消能效果較好的消能工。 式中： Hd為定型設計水頭， m； Hw 為堰上水頭， m。 （二） 堰頂溢流前沿寬度的擬定 因為砂巖中還夾有泥巖、頁巖等，砂巖本身強度也不高，且不完整，因此從消能防沖考慮，應按破碎巖石處理，單寬流量 q=20～ 50m3/s，又綜合考慮了以上四方面的因素，初步選定單寬流量 q=28m3/(s 已知 : 由以上計算知堰頂高程為 ，單寬流量 q=28m3/s，及前沿寬度 L=21m。即 H 設 =。 △ h=h2%+hz+hc 式中： h2% ：累計頻率為 2%時的波浪高度； hz：波浪中心線高于靜水位的高度； hc：安全加高，按表 5 選用。 壩頂寬度一般取 (8%~10%)H，且不小于 2m。 6 上游起坡點 一般為離建基面的距離為壩高的三分之一左右，即距建基面為： 則擬定上游起坡高程為 。 F 點為下游起坡點。 （六） 壩體強度穩(wěn)定承載力極限狀態(tài)設計 詳見：附表一：擋水壩電算方案 （七） 壩體上游面拉應力的正常使用極限狀態(tài)設計 詳見：附表一：擋水壩電算方案 （八） 壩體應力分析 詳見：附表一：擋水壩電算方案 四、 溢流壩設計 （一） 溢流壩斷面設計 溢流堰斷面設計包括上游直線段，堰 頂曲線段、下游曲線段、下游直線段以及反弧段 5 個部分組成。 堰頂 O1點為坐標原點（ 0， 0），曲線采用三段復合圓弧相接。 計算與下游直線段銜接 處點 A的 坐標 。 x 0 1 2 3 4 5 6 0 1 y 0 ④反弧段 溢流壩面反弧段是使溢流面下泄水流平順轉(zhuǎn)向的工程措施，通常采用圓弧曲線，反弧半徑應結合下游消能設施來確定。地面高程 84m，挑砍高度~1m，初步擬定為 1m。鼻砍斷面流速為 ，初擬 R=8h=8*=。擬定為 θ =20176。 （二） 消能防沖設計 確定鼻坎高程、反弧半徑、挑角 由 溢流壩斷面設計部分 得知： 鼻坎高程為 95m，反弧半徑為 ，挑角為 20176。m)； H 為上、下游水位差， m； α為沖坑系數(shù)，對堅硬完整的基巖，取 ~，堅硬但完整性較差的基巖，取 ~，軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖，取 ~。（見附圖 6） 10 表 8 寧村水庫開挖量計算 壩段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 面積 (m2) 壩段長 (m) 17 21 21 21 21 20 20 20 20 開挖量 (m3) 3461 總開挖量 (m3) 表 8 寧村水庫工程量計算 壩段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ Ⅹ 面積 (m2) 壩段長 (m) 17 21 21 21 21 23 20 20 20 33 工程量 (m3) 14311 4954 3927 總工程量 (m3) 附錄： 擋水壩工況 DSBSJJH1 !PR: GRAVITY DAM trubasic By WCT READ YT,YF,T0,YU,NU,YD,ND DATA ,86,4,.2,.8 READ Y8,Y9,VZ,FD DATA ,27,3 READ Y3,Y4,VF DATA ,94,15 READ RD,YN,RN,NF,UT,UH DATA 24,92,.7,20,6,.25 READ F,FF,FC,RC,YC DATA .7,1,500,14300, READ YG,XG DATA 89,6 NEW SPECIFICATION CONDITION 1 CONDITION 2 CRITICAL STATE LEFT RIGHT LEFT RIGHT 11 Yv*(CP)=1/rd*(f*W/rf+C*A/rc) 14824 14183 13039 14134 [kN] Yv*(W/B6M/B2)(1+m2)=1/rd*(fc/rm) 1703 5296 1506 5296 [kPa] (W/B+6M/B2)=0 86 0 53 0 [kPa] **** STRESES amp。 STABILITY ANALYSIS OF GRAVITY DAM **