【正文】 20015年05月20日 參考書籍及文獻(xiàn)：[1] 溝后樞紐工程設(shè)計(jì)任務(wù)書和相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料[2] 顧慰慈主編的.《土石（堤）壩的設(shè)計(jì)與計(jì)算》.中國(guó)建材工業(yè)出版社[3] 馬文英、劉建中、李顯軍編著的.《水工建筑物》(上、下冊(cè)).黃河水利出版社[4] .《水力學(xué)》(上、下冊(cè))高等教育出版社[5] 盧廷浩主編的.《土力學(xué)》.河海大學(xué)出版社[6] 華東水利學(xué)院主編的.《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二、三、六卷). 水利電力出版社[7] 河海大學(xué)、大連理工大學(xué)、西安理工大學(xué)、清華大學(xué)合編的.《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》(第三版).中國(guó)水利水電出版社[8] 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)制圖教材編寫的.《工程制圖》.北京高等教育出版社[9] 袁光裕主編的.《水利工程施工》(第四版).中國(guó)水利水電出版社[10] 水利電力部編著的.《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（SDJ1278）.中國(guó)水利水電出版社[11] 長(zhǎng)江委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院編著的.《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000）.龍門書局出版社[12] 水利電力部編著的.《水利水電工程水利動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范》(SDJ1177).中國(guó)水利電力出版社[13] 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院主編的.《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL20397).中國(guó)水利電力出版社[14] 黃河水利委員會(huì)勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究院編著的.《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL2742001).中國(guó)水利水電出版社[15] 東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院編著的.《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL2792002).中國(guó)水利水電出版社[16] 西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院主編著的.《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL/T19196）.中國(guó)水利水電出版社44。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了同學(xué)們的熱心幫助，大家團(tuán)結(jié)互助，有疑難問(wèn)題就一起翻閱有關(guān)書籍、資料，刻苦鉆研，進(jìn)而減少和糾正了許多錯(cuò)誤。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)土石壩工程的相關(guān)知識(shí)得到了鞏固與加深，了解了工程設(shè)計(jì)的主要程序?？梢哉f(shuō)這次設(shè)計(jì)不僅僅是我的個(gè)人成果，其中也凝聚著李老師的心血。41結(jié) 束 語(yǔ)在本次設(shè)計(jì)任務(wù)即將完成之際，首先向我們的指導(dǎo)老師李飛老師表示衷心的感謝。（2）反濾層具有較大的透水性。 反濾層的結(jié)構(gòu)布置我們的反濾料是排水設(shè)施的重要組成部分?？刹捎脡K石、碎石或礫石。巖石孔隙率應(yīng)≤3%，吸水率應(yīng)（按孔隙體積比計(jì)算）≤，容重應(yīng)應(yīng)＞22KN/m3。 排水設(shè)施及護(hù)坡的結(jié)構(gòu)布置我們選擇排水設(shè)施和護(hù)坡的石料，應(yīng)有較高的抗壓強(qiáng)度、良好的抗水性、抗凍性和抗風(fēng)化性，不容易溶蝕。（4）我們的設(shè)計(jì)具有一定的抗?jié)B穩(wěn)定性，不易發(fā)生管涌，土料級(jí)配良好，而且不均勻系數(shù)要大。（2）我們的設(shè)計(jì)具有較高的抗剪強(qiáng)度，以減小壩體工程量。 壩殼的結(jié)構(gòu)布置心墻和斜墻壩的壩殼，一般沒(méi)有防滲的要求。（3）我們的設(shè)計(jì)有機(jī)質(zhì)含量＜2%（按重量計(jì)），水溶鹽含量小于3%。 防滲體的結(jié)構(gòu)布置防滲體對(duì)土石料要求如下：（1）設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的不透水性，要求滲透系數(shù)為K＜1105cm/s。我們根據(jù)壩體各部位不同的工作條件，合理的選擇性能相應(yīng)的土石料及其布置區(qū)域。若是遇到強(qiáng)風(fēng)化層時(shí)，可以采用截水槽方式將心墻伸入到弱風(fēng)化層內(nèi)。土石壩的岸坡我們需要削成緩變的坡面，開(kāi)挖后的岸坡我們不能設(shè)計(jì)成陡于1：：。 與兩岸的連接（1）我們需要清除壩斷面范圍內(nèi)地基與岸坡上的草皮、樹(shù)根、含有植物的表土、亂石、垃圾及其他廢料，并將清理后的地基表面的土層壓實(shí)；（2）壩斷面范圍內(nèi)的低強(qiáng)度、高壓縮性軟土及地震時(shí)易于液化的土層，我們需要進(jìn)行清除或處理；（3）防滲體我們必須把它座落在相對(duì)不透水的土基上，否則的話應(yīng)采取防滲處理措施；（4）地基覆蓋層與下游壩殼粗粒料接觸的地方，我們應(yīng)設(shè)反濾層。根據(jù)已知地質(zhì)的條件，河床砂卵石層厚度1214m，需做處理。本設(shè)計(jì)我們采用堆石棱體排水，高出下游水位1米，棱體內(nèi)坡我們?cè)O(shè)為1：，外坡為1：。 壩體的排水土石壩下游應(yīng)有設(shè)計(jì)排水設(shè)施，其目的是為了：防止?jié)B流逸出處的滲透變形，降低浸潤(rùn)線及孔隙水壓力，改變滲流方向增加壩體的穩(wěn)定，保護(hù)壩坡土，以防凍脹破壞。 排水體 壩坡的排水我們?cè)谙掠螇纹略O(shè)縱橫連通的排水溝，沿壩與岸坡的結(jié)合處的地方，我們也設(shè)置排水溝。 設(shè)計(jì)下游護(hù)坡下游護(hù)坡主要為了防止被水沖蝕和人為破壞。上游護(hù)坡形式主要有：拋石、干砌石、漿砌石、砼或鋼筋砼、瀝青砼以及水泥土等等。 壩基的防滲壩基防滲我們采用粘土截水槽，下部厚度我們?nèi)?4m＞H/5=，槽底我們開(kāi)4m，開(kāi)挖邊坡我們?cè)O(shè)計(jì)為1：1。 防滲 壩體的防滲 ，頂部可以設(shè)置砂礫保護(hù)層，我們計(jì)算其厚度（）=。墻內(nèi)設(shè)計(jì)伸縮縫，間距為10米，縫內(nèi)設(shè)計(jì)止水。坡面末端可以設(shè)排水溝，以匯集壩頂?shù)姆e水。護(hù)面可以采用碎石黃泥灌漿，其下可以設(shè)碎石墊層。 壩頂壩頂寬度取決在于施工、運(yùn)行、構(gòu)造、抗震、人防及其它專門要求。本設(shè)計(jì)選取滑動(dòng)面與下游壩腳附近相交。 穩(wěn)定計(jì)算 我們對(duì)最危險(xiǎn)滑弧圓心范圍的確定如圖，做點(diǎn)M1M2M3由壩坡坡度而得角β1β2來(lái)確定,同時(shí)在壩坡中部上方的位置，壩頂中點(diǎn)鉛垂線與法線之間半徑為（1/2~3/4)L范圍內(nèi)，L是壩坡在水平面上的投影長(zhǎng)度。二者之比為該滑弧抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。即將滑動(dòng)面內(nèi)的土體看作剛體，失穩(wěn)時(shí)該土體繞圓弧的中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，沿著壩軸線方向取單寬壩段按平面問(wèn)題進(jìn)行分析。 滲流力可以由流網(wǎng)法求的，本設(shè)計(jì)不予考慮。所以根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL20397)中規(guī)定：“設(shè)計(jì)烈度在6度以下時(shí)，除對(duì)重要工程采取適當(dāng)?shù)目拐鸾Y(jié)構(gòu)和工程措施外，可不作抗震設(shè)計(jì)。 孔隙壓力我們?cè)O(shè)計(jì)的為粘性壩坡，由于孔隙中的水或空氣不易排出，所以當(dāng)孔隙為水或氣飽和且受壓時(shí)，上部傳來(lái)的荷載將有孔隙水，氣和土粒骨架共同來(lái)承擔(dān)，我們知道土粒骨架承擔(dān)的應(yīng)力稱為有效應(yīng)力σ，孔隙水、氣承擔(dān)的應(yīng)力稱孔隙壓力μ，二者之和為總應(yīng)力σ，孔隙力是一種張力，各向是相等的，其數(shù)值與土料性質(zhì)，填土含水量，受荷載與排水條件，運(yùn)用工況有關(guān)，并隨時(shí)間而變化，隨荷載增加而變大，又隨孔隙水的排出而流散，精確計(jì)算較復(fù)雜，所以目前多為近似計(jì)算，由于我們的設(shè)計(jì)壩殼材料多為砂礫料，屬于無(wú)粘性土，故不計(jì)孔隙壓力。我們對(duì)土石壩進(jìn)行穩(wěn)定分析的目的，就是核算土石壩在自重、各種情況的孔隙壓力和外荷載作用下，壩坡是否經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。② 分析滲透穩(wěn)定：對(duì)粘性土，在滲流溢出處，當(dāng)土石壩滲流自下而上作用的時(shí)候，產(chǎn)生流土的臨界條件是那里的有效應(yīng)力會(huì)等于零，即土石壩單位土體的滲流力和其土料的浮容重相等，由此可得流土的臨界坡降應(yīng)該為： （513）式中：——土粒的比重，,為土粒的容重 ——水的容重， ——土體的孔隙率 流土的允許坡降為： 公式中的K為安全系數(shù)。 通過(guò)土石壩x=1和11斷面間的滲流量為： (59) 通過(guò) 11和22斷面間的滲流量為： (510) ——截水槽的平均厚度， 我們?nèi)×⑹?59)和式(510)可求得h: 我們通過(guò)土石壩下游壩體和壩基的單寬滲流量為： 可知壩內(nèi)的浸潤(rùn)線方程： (4) 對(duì)不透水地基上均質(zhì)壩斷面（0+）進(jìn)行滲流的計(jì)算 ，此計(jì)算工況同a工況4(5) 總滲流量的計(jì)算： =[] =(6) 滲流的校核① 滲漏量：。 (58)式中： ,T——透水地基的滲透系數(shù)，透水地基的厚度 ：河床沙卵石層平均厚度是14m,透水性強(qiáng)，~。(2) 對(duì)土石壩不透水層地基上的心墻壩斷面（0+）進(jìn)行滲流計(jì)算， 0+。滲透溢出點(diǎn)實(shí)際坡降為： []=b、,，此工況同a.c、,，的滲流計(jì)算。,滿足防滲要求。表53X(m)0153045607590Y(m)28X(m)105Y(m)(5) 總滲流量的計(jì)算總滲流量計(jì)算時(shí)候，需要根據(jù)地形和地基的分布情況，將壩體沿壩軸線分成若干曲邊壩段。 取平均值米/晝夜=。表52X(m)0102030405060Y(m)X(m)708090100110120130Y(m)X(m)140150160170180190200Y(m)