重力坝抗滑稳定计算书.docx
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重力坝抗滑稳定计算书
深圳市野生动物救护中心养公坑蓄水工程
技施设计
浆砌石重力坝抗滑稳定
计算书
国家电力公司中南勘测设计研究院
2004年12月
说明
1.计算目的与要求
对拟定的体型进行抗滑稳定计算，求出拟定体型在各种设计工况下的抗滑稳定安全系数。
同时对坝基面的应力进行计算，以论证是否满足规定的正常使用极限状态与承载能力极限状态要求。
2.计算基本依据
1.建筑体型结构尺寸见附图1；
2.主要地质参数见资料单；
3.材料容重：
浆砌块石：
取
；
水：
取
；
土的饱和溶重
3.计算方法及计算公式
1.基本假定
1）坝体为均质、连续、各向同性的弹性材料；
2）取单宽1米计算，不考虑坝体之间的内部应力。
3）本工程规模小，只计算坝体的抗滑稳定，不对坝体剖面进行浅层与深层抗滑稳定分析以及坝基面应力分析。
2.地基应力计算
按偏心受压公式计算应力：
σmax=
σmin=
式中∑G—坝体本身的重力，kN；
A——坝基的受力面积，m2;
∑M—坝体各部分的重力对形心的弯距,;
W—作用在计算截面的抗弯截面系数；
3.抗滑稳定
坝受到铅直力和水平力的共同作用下，要求沿坝基底面的抗滑力必须大于作用在坝结构水平向的滑动力，并有一定的安全系数。
计算公式为：
KC=
式中Kc—结构的抗滑稳定安全系数；
∑G—坝的基底总铅直力，kN；
∑H—坝的水平方向总作用力，kN；
f—坝基底的摩擦系数。
4.计算结果总表
计算工况
基地应力（KPa）
抗滑系数
最大
最小
计算值
允许值
溢流坝
完建期
—
1..05
设计运用情况
非溢流坝
完建期
—
设计运用情况
5.结论
经由计算可知，该方案，结构能够满足浆砌石坝在不同运用时期的地基应力和抗滑稳定要求，不会发生地基沉陷和滑动变形，并满足经济适用的原则。
6.主要参考书目
a）《浆砌石坝设计规范（SL25-91》；
b）《水工建筑物荷载设计规范（DL5077—1997）》；
c）天津大学 祁庆和《水工建筑物（上册）》（水利电力出版社—1992）
溢流坝的稳定计算
1基本资料
由于坝体受力为平面结构，取单位宽度坝体进行计算。
荷载作用方向取为：
垂直荷载作用：
铅直向下为正；水平荷载作用：
水平向右为正；
弯矩作用：
逆时针为正。
结构尺寸见图1-1所示。
坝宽米，坝高6米，取单宽1米计算。
2稳定计算
完建期（无水情况）取单宽1米计算
对坝基上游角点求矩。
部位
重力（KN）
力臂（m）
力矩
顺时针
反时针
坝体
1359
偏心距：
e=B/2-∑M/∑G=2-1359/=
基底应力：
=（kpa）
=（kpa）
η=σmax/σmin=
设计情况（水位H=
渗透压力计算（采用莱因法）
认为水平渗径消能效果仅为垂直渗径的1/3。
计算简图如下：
上下游的水位差h=,坝基的水平渗径l=,转化成垂直段l`=3=.总渗径L=++=.
渗压分布图如下：
稳定计算分析
计算简图：
不考滤土的侧向压力上游水位
荷载
计算式
垂直力（KN）
水平力（KN）
对坝底左边点为原点
力矩
向下
向上
向右
向左
顺
逆
自重
w1
土压力
p1'
p2'
水压力
p1
p2
p3
p4
p5
p6
水重
w2
w3
扬压力
浮托力
渗透压力
合计
G
M
e
B
δ1
δ2
A
H
f
kc
偏心距：
e=B/2-∑M/∑G==（m）
基底应力：
=（kpa）
=（kpa）
其中取e=（作用点在下游）
η=σmax/σmin==
表层滑动抗滑安全系数：
KC=
=>
满足要求。
非溢流坝稳定计算
1.基本资料：
因为非溢流段的坝体为延坡渐变的,在此取其最大断面计算,荷载作用方向取为：
垂直荷载作用：
铅直向下为正；水平荷载作用：
水平向右为正；
弯矩作用：
逆时针为正。
结构如图2-2所示:
2.稳定计算
完建期（无水情况）
部位
重力（KN）
力臂（m）
力矩
顺时针
反时针
w1
w2
w3
合计
偏心距：
e=B/2-∑M/∑G==
基底应力：
=（kpa）
=（kpa）
η=σmax/σmin==
设计情况
渗压计算（采用莱因法）
计算方法与溢流坝计算方法相同.在此计算过程省略，不做一步分析。
渗压分布图如下：
计算简图
稳定分析
计算简图：
不考滤土的侧向压力上游水位下游水位0
荷载
计算式
垂直力（KN）
水平力（KN）
对坝底左边点为原点
力矩
向下
向上
向右
向左
顺
逆
自重
w1
w2
w3
土压力
p1
p2
水压力
p3
扬压力
u
合计
G
M
e
B
δ1
δ2
A
H
f
kc
偏心距：
e=B/2-∑M/∑G==（m）
基底应力：
=（kpa）
=（kpa）
其中取e=（作用点在下游）
η=σmax/σmin==
表层滑动抗滑安全系数：
KC=
=>
满足要求。
计算成果分析
通过对拟定断面的极限状态计算，可以认为：
（1）溢流坝和非溢流坝的基底应力和抗滑稳定安全系数满足设计要求。
（2）计算中为了便于计算，在计算过程中作了适当简化处理，这些简化处理对计算结果的精确度可能有一定影响，但不会对计算结论产生方向性影响。
计算成果可以满足本阶段设计精度要求。
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