【正文】 2. 克 — 奧 Ⅰ 型堰的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 圖 51 克 — 奧 Ⅰ 型堰尺寸 克 — 奧 Ⅰ 型堰的尺寸 見圖 51。由 x= 查表 54，得 B 點(diǎn)的切線斜為 1:，即中間斜直線的斜率為 1:?（ 1:， 1:），滿足設(shè)計(jì)要求 54 斜率值 x y? 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 底部反弧段的確定 反弧的半徑 R 一般?。?～ ）（ P1+H）， H 為校核洪水位的堰上水頭。再用設(shè)計(jì)水頭 Hd= 乘表 52 內(nèi)的橫縱坐標(biāo)值，便得堰頂曲線坐標(biāo)，見表 53。ln（K N） 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 第五章 溢洪道設(shè)計(jì) 控制堰設(shè)計(jì) 控制堰采用克 — 奧 Ⅰ型 溢流堰 。（Wncosα n un）tan φn180。ln（K N） 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算 36 表 44 水位驟降穩(wěn)定計(jì)算表 心墻 心墻h1h2h3h1W1W2W3W1（1 ） （2 ） （3 ） （4 ） （5 ） （6 ） （7 ） （8 ） （9 ） （1 0） （1 1） （1 2） （1 3） （1 4） （1 5） （1 6） （1 7） （1 8） （1 9） （2 0） （2 1）7 13 0 0 173 0 0 2661 6 13 0 0 0 0 4716 0 0 5 13 0 00 0 5814 0 0 4 13 0 0 0 5035 1328 0 188 3 13 0 0 0 3806 2641 0 2 13 0 0 0 2579 3549 0 1 13 0 0 0 1350 4084 0 0 13 0 0 0 123 4258 0 0 1 13 0 0 00 0 0 2991 0 0 213 00 00 0 0 1216 0 0 Σ 1677 17800 K工況：正常蓄水位降至死水位 圓心：O4 半 徑：128 .97 m 土 條寬度：13m 滑 坡位置：上游坡土條編號土條寬度（m ）土條高度Hi水面線至浸潤線高度h（Wncosα n un）tan φn180。土條總重Wn土條滑弧長ln（m）孔隙水壓 un（KN）凝聚力 c ＇（ KPa ）cn180。土條編號土條寬度（m土條高度Hi水面線至浸潤線高度h（Wncosα n un）tan φn180。（ KN)Wnsin α n土條總重Wncn180。土條寬度（m土條高度Hi工況：校核 圓 心：O3 半 徑：108 .34 m 土 條寬度：11m 滑 坡位置：下游坡各工況下的穩(wěn)定安全系數(shù)均比 規(guī)范大 左右，因此壩坡坡率還有變小的空間。 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算 30 圖 41 校核洪水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 圖 42 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 43 正常蓄水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 圖 44 正常蓄水位降至死水位時(shí)的浸潤線和穩(wěn)定計(jì)算圖 穩(wěn)定成果分析 現(xiàn)以工況 3 為例，得出下表，其他工況類似。 同理得，其他幾種工況下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，見表 4 43。39。+ 180。+ 180。和 Wnsinα n，填入 1 20 欄 。 （ 7） 圖條寬 度 b 除以 i?cos ，得到 il ，乘以對應(yīng)的粘聚力填入 18 欄中。 （ 5） 將圓弧面上摩擦系數(shù) ??tan 填入 16 欄中。計(jì)算各區(qū)土條分段條塊的重量，計(jì)算重量時(shí)下游壩殼區(qū)浸潤線以上南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 用土料濕容重 w? = 噸 /米 2，下游水位以下用土料浮容重 b? = 噸 /米 2，浸潤線以下的下游靜水位以上部分，計(jì)算滑動力時(shí)用飽和容重 s? = 噸 /米 2，計(jì)算抗滑力時(shí)用浮容重b? = 噸 /米2；棱體排水區(qū)下游水位以下用b? = 噸 /米2；地基土 用浮容重b? = 噸 /米 2。在 CAD圖上量得土條各區(qū)的高度，并填入表 41中 3～7 欄。 （ 4） 根據(jù)本例具體情況，分為三區(qū)，即下游壩殼區(qū)、棱體排水區(qū)和地基區(qū)。經(jīng)試算，確定最小穩(wěn)定安全系數(shù)滑裂面圓弧半徑 R=，圓心 O3，作用圓弧滑裂面。該法認(rèn)為最危險(xiǎn)的滑弧的圓心在圖 41 所示直線 MM1 的延長線附近 ,并且在扇形面積 bcdf內(nèi)。在壩坡中點(diǎn)引出兩條線，一條為鉛直線，另一條魚壩坡線成 85186。本壩坡為折線，應(yīng)從壩頂至壩底作直線作為平均壩坡線，量取其平均坡度為 24186。 計(jì)算過程 南山水庫擋 水土壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算分析采用的計(jì)算斷面和計(jì)算工況與滲流計(jì)算一樣，在這僅以工況 3 即上游為校核洪水位，下游為相應(yīng)的最高水位時(shí)，在穩(wěn)定滲流情況下的下游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算為例進(jìn)行說明。由于本設(shè)計(jì)中下游浸潤線與下游水位基本持平，壩體自重只分兩種情況考慮。 荷載計(jì)算： 土石壩壩體自重分浸潤線以上、浸潤線以下與下游水面線以上、下游水面線以下 3 種情況來考慮。 上游校核洪水位 +下游相應(yīng)的水位 計(jì)算內(nèi)容： 確定下游壩坡的最小 抗滑穩(wěn)定系數(shù)，判斷初擬的剖面是否滿足穩(wěn)定要求。將可能滑動面以上的土體劃分成若干鉛直土條，不考慮土條間相互作用力的影響，可以計(jì)算出作用于土條底面的法向力和切向力。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第四章 土石壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算 穩(wěn)定計(jì)算方法 本設(shè)計(jì)采用瑞典圓弧法計(jì)算壩坡穩(wěn)定。 滲透坡降的計(jì)算公式： ?HJ ?? 式中 ： ??： 上游 水深減逸出水深； ?： 防滲體的平均厚度。 3. 成果分析與結(jié)論 第三章 土石壩滲流計(jì)算 26 心墻之后的壩殼，由于水頭大部分在防滲體內(nèi)損耗了，因此壩殼滲透坡降及滲透速度甚小，發(fā)生滲透破壞的可能性不大。值得注意的是：在穩(wěn)定分析時(shí)死水位以上上游浸潤線以下的土體均為飽和狀態(tài)。上游水位 H1=48+=，下游水位 H2=17+=，取滲透系數(shù)K= 106m/s， L=，將其帶入式 x yHkq 2 221 ）（ ?? 得單寬流量 q。（注：坐標(biāo)原點(diǎn)的選取和校核情況的一致） 表 37 工況 2 h 和 q 試算表 h(m) q1(105m2/s) q2（ 105m2/s) 所以心墻后水深 h=，通過壩基和壩身的總單寬流量 q= 105m2/s。（注：坐標(biāo)原點(diǎn)的南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 選取和校核情況的一致） 表 34 工況 1 h 和 q 試算表 h(m) q1(105m2/s) q2（ 105m2/s) 所以心墻后水深 h=，通過壩基和壩身的總單寬流量 q= 105m2/s。（注：心墻浸潤線是以圖 33 所示 O 點(diǎn)位坐標(biāo)原點(diǎn)描點(diǎn)）計(jì)算 結(jié)果如表 33，繪圖 33。 圖 32 校核洪水位下游壩殼內(nèi)的浸潤線代表坐標(biāo) y(m) 0 2 4 6 8 10 x(m) 將 q= 105m2/s， H1=+= K0=6 108m/s 代入式 xKqHy 221 ??得心墻內(nèi)浸潤線方程： ),0(, 2 ??? xxy 。 然后將 q= 105m2/s， H1=h=、 K= 106m/s、 KT=3 106m/s 和 T=入公式 （ 33）求出下游壩殼內(nèi)的浸潤線方程： )2 8 ,0( 2 2 ??? yyx ， 代入一定的 y 值求得對應(yīng)的 x 值，描出一些點(diǎn)，再用光滑的線連接，即為浸潤線。 心墻底部厚度： )13 2( ????? 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 心墻面積： )(21 mS ????? 心墻的平均厚度： mhS 9 2 8 0 ???? 壩頂邊緣至棱體頂部的水平距離： ???????? mL 0 82 1 8 ?????? 圖 32 滲流計(jì)算簡圖 3) 計(jì)算步驟 將現(xiàn)已知的參數(shù)代入公 式（ 31）、（ 32）中，假設(shè) h 在算出對應(yīng)的 q1 和 q2，直到出現(xiàn) q1=q2，這時(shí)的 h 就是要求的逸出點(diǎn)水深。 2）計(jì)算參數(shù) 心墻滲透系數(shù) K0=6 108m/s，透水地基滲透系數(shù) KT=3 106m/s，下游壩殼土的滲透系數(shù) K= 106m/s；上游水深 H1=，下游水深 H2=，透水層厚度 T=， L=；心墻的平均厚度 δ =心墻總面積247。如果按后者計(jì)算出的浸潤線進(jìn)行穩(wěn)定分析得出的壩坡是穩(wěn)定的，那么前者也并將是穩(wěn)定的。 1. 工況 3的滲流計(jì)算 1）滲流計(jì)算的簡化圖 由基本資料知，透水層地基厚度在 ～ 之間，現(xiàn)取透水層厚度 T=15m，因此根據(jù)規(guī)范知地基的防滲體不能采用單一的粘性土截水槽，在本設(shè)計(jì)中地基的防滲處理采用粘 土截水槽和混凝土防滲墻組成的防滲體。現(xiàn)僅以 工況 3 和 工況 5 為例 ， 工況 工況 2 只在數(shù)值方面區(qū)別于 工況 3， 工況 4 也只在數(shù)值方面區(qū)別于 工況 5，而它們的 計(jì)算方法和步驟完全一樣。心墻內(nèi)的浸潤線按式（ 55），心墻后浸潤線可按式（ 58）計(jì)算。 (2)由于砂礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出點(diǎn)位置高程與下游水位高差不是太大，認(rèn)為不會形成逸出高度。 通過防滲體滲流量： ?2 )()(q 22101 ThTHK ???? (31) 通過防滲體后側(cè)壩體滲流量： TThL HhKhL HhK T )( )()(2 )(q 22222 ?? ??? ?? (32) 式中： K ：壩體的滲透系數(shù)， m/s； 0K ：截水墻的滲透系數(shù)， m/s； TK ：壩基的滲透系數(shù)， m/s； 1H ：上游水深， m； 2H ：防滲體下游側(cè)逸出水深， m； h：心墻浸潤線的逸出高度， m； T：透水地基厚度， m； δ：心墻平均厚度， m； L ：從防滲體滲流逸出處到浸潤線與排水棱體上游坡交點(diǎn)的水平距離， m。） 0 風(fēng)速 W m/s 27 18 風(fēng)浪引起雍高 e m 波高 hm 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 壩頂高程由設(shè)計(jì)情況控制，設(shè)計(jì)竣工時(shí)壩頂高程為 。 本設(shè)計(jì)采用了 %的沉降計(jì)算。因此，竣工時(shí)的壩頂高程還應(yīng)有足夠的預(yù)留沉陷值。 壩頂高程 壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和，應(yīng)分別按設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高；校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高，然后取其中最大值為壩頂高程。 計(jì)算壩前最大風(fēng)壅水面高度 e： mgHDKWem3262 1 0 0 c o s2??????? ????? ? 正常情況下超高 已知條件知本設(shè)計(jì)是在丘陵地帶，故 安全加高值：校核時(shí) A=。 84 =。 設(shè)計(jì)爬高值按建筑物級別而定，對于 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 級土石壩取累計(jì)頻率 P=1%的爬高值 R1% ；對于 Ⅳ 、 Ⅴ 級壩取 P=5%的 R5% 。 蒲田試驗(yàn)站的波高和波長計(jì)算： 1） 平均波高 mh 用簡化公式計(jì)算，代入已知參數(shù)得： mWgDgWhm2 7 1 0 0 0 1 0 0 1 2222??????? ?????????? 2） 平均周期 Tm 按以下公式計(jì)算： ???? mm hT 3） 有經(jīng)驗(yàn)得知本設(shè)計(jì)計(jì)算平均 mL 按以下公式計(jì)算：