答当坝底扬压力折减系数分别为和时文档格式.docx
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2I2丿22
浪压力：
利用官厅公式有
h|=O.O166V054D13
^10.4（hl）0'
8
hz
二h,2二h
-cth
LL
计算得：
波高hl=0.24m,波长L=3.32m，壅高hz=0.055m
222
gD/v。
=9.81800/9-96.8，当gD/v。
=20〜250时，为累积频率5%的波高h5%,
即h5%=hl=0.24m,h1%=1.24h5%=0.30m,H=217.55-197.35=20.2>
0.5L,为深水波。
此时单位长度上的波浪压力为
11
P,rwL（h1%hz）9.83.32（0.30.055）=2.89kN
44
可见浪压力很小，在下列稳定计算中可以忽略（设计和校核的在第二问中已求出,校核洪水位时，波浪压力较大可计入其中）。
坝址区地震基本烈度为6度，可不考虑地震对坝体施加的作用。
偏心距的计算见excel表，将计算结果带入下面抗剪断公式
-4.96K亠3.0
f（'
W-U）cA_1.163880.610’23.38
ZP4247
满足规范稳定要求
正常蓄水位工况，以上荷载计算列表如下。
序号
何载
符号
垂直力kN
水平力kN
偏心距
e（m）
力矩（kN.m）
向下
向上
向左
向右
逆时针
顺时针
自重
W1
3532
9.4
33343
W2
5983
0.9
5365
上游水平水压力
P1
4573
10.2
46570
4
下游水平水压力
P2
525
3.5
1811
5
下游垂直水压力
Q1
367
9.3
3408
6
浮托力
U1
2371
0.0「
7
U2
442
0.2
102
渗流压力
U3
272
8.9
2433
9
U4
408
9.9
4024
10
水平泥沙压力
Ps
198
2.7
529
合计
9883
3494
4771
40518
57067
总计
6388
4247
-16548
同理，设计洪水位工况，荷载计算表。
e（m）I
5002
10.7
53271
561
3.6
2001
393
9.2
3610
2452
0.0
0「
465
107
286
8.9:
2560
430
4234
合
计
9908
3633
5200
40708
64310
总计
6275
4639
-23602
由抗剪断公式得:
—U）+cA1.1汉6275+0.6X03汉23.38，宀rj一
Ks4.51l-K亠3.0
P4639
满足规范稳定要求。
校核洪水位工况，荷载计算表。
序号
荷载
偏心距
P0.9
P5365
5320
11.0
58431
591
3.7
2162
414
9.1
3775
2516
「481
P0.2
111
296
2647
444
4377
11
浪压力
Pw
12.2
应力计算不计
合计
9929
「3737
:
5530
40869
69868
6191
4940
-28999
f（送W—U）+cA1.仆6191十0.6汉103T3.38『订
Ks4.21K心2.5
ZP4940
（2）扬压力就算在以上表中已计算出，需计算设计与校核时的浪压力，计算过程与以上正常蓄水位时的一样。
设计工况：
波高h=0.25m，波长L=3.43m，壅高hz=0.057m
gD/v：
=9.81900/92=109，当gD/v；
=20〜250时，为累积频率5%的波高h5%，
即h5%=h=0.25m,hi%=1.24hs%=0.31m,H=218.95-187=31.95>
PWrwL（h1%hz）9.83.43（0.310.057）=3.08kN
校核工况：
此时v0=15.9m/s
波高hl=0.53m，波长L=6.23m，壅高hz=0.14mgD/v2=39，当gD/v；
=20〜250时，为累积频率5%的波高h5%，即h5%=h=0.53m，h1%=1.24h5%=0.66m，H=219.95-187=32.95>
0.5L，为深水波。
此
时单位长度上的波浪压力为
PvrwL（h1%hz）9.86.23（0.660.14）-12.2kN
建基面应力计算，不计扬压力的作用、波浪压力，只计算出来不参与应力计
㈠正常工况（不考虑扬压力）边缘应力的计算
水平截面上的正应力二yu和二yd
式中：
iW——作用在计算截面以上除扬压力外全部荷载的垂直分力总和
1W=9883kN
iM――作用在计算截面以上全部荷载的对截面形心的力矩总和。
3M二-9989kNm
B——坝体计算截面沿上下游方向的长度，B=23.38m。
计算得到：
匚yu=313.1kPa,=532.4kPa，均未出现负值（拉应力）且小
于50MPa，符合应力要求。
2剪应力u，d
u=（Pu一二yu）n=0kPa
d=（；
「yd-Pd）m=（532.4-10.359.8）0.7=301.7kPa
③水平正应力匚XU,匚xd
cr=Pu—tun=30.55汉9.8=299.4kPa
UUu
二xd=Pddm=10.359.8301.70.7=312.6kPa
4第一主应力；
「1u,；
「1d
22
；
「1u=（1n）；
「yu-Pun=；
「yu=313.1kPa
C1d=（1m2）；
「yd-Fdm2=（10.72）532.4-10.359.80.72=743.6kPa,满足地基承载力要求。
5第二主应力
二2u-Fu-299.4kPa
二2d=Pd=101.4kPa
坝体内部应力计算
建基面五个等分点上的应力分量及主应力大小和方向
①坝內水平截面上的正应力
假定二y在水平截面上呈现直线分布，可得距下游面X处的二y=abx（以坝基面下游坝趾点为原点，坝基面为x轴，垂直x轴向下为y）
当x=0时，a二;
「yd二532.4；
6=532.4-9.38X，如果取坝基面等分点的5个点分别计算各点的应力，从
坝基面下游至上游，坝內水平截面上的正应力分别为二y1、二y2、匚y3、二y4、二y5，
2338
-y1=532.4-9.38495.9kPa。
同理：
二y2=459.3kPa，二y3=422.8kPa，二y4=386.2kPa，二y5=349.7kPa。
②坝內剪应力
剪应力•沿x轴呈二次抛物线分布，.=a-ib|xc（x2o
当x=0时（下游面），二d，即印=301.7kPa;
当x=B时（上游面），•二」，即^a1b1BC1B2；
整个水平截面上剪应力的总和应等于截面以上水平荷载总和-P，通过对
二次抛物线进行0到B的积分，得到—'
^a1Bbl-ClB3
联立求解：
冷4247330i.7）_一0.34
23.38223.38
贝U有.=301.7—5.0x—0.34x2，i=277.1kPa，2=242.1kPa，3=196.8kPa，
4=141.2kPa，5=75.2kPa。
3坝內水平正应力
坝內水平正应力二X为三次曲线分布，即二X=a2•b2x-c2x2d2x3，因为与直线
相接近，故匚x=a3b3x，a3Yxd=312.6，b3=」x^-299.431芟=-0.57
B23.38
贝U；
\=312.6—0.57x，二x1=310.4kPa，二x2=308.2kPa，二x3=305.9kPa，
-x4=303.7kPa，-x5=301.5kPa。
4坝内主应力
匚22■'
（2）
\arctan（
求得各点主应力为:
计算点
应力
ay
495.9
459.3
422.8
386.2
349.7
T
277.1
242.1
196.8
141.2
75.2
—
310.4
308.2
305.9
303.7
301.5
695.4
637.4
569.6
492.1
404.6
110.9
130.1
159.1
197.8
246.6
-0.62
-0.63
-0.64
㈡设计工况
根据以上的计算步骤，其他工况计算方法一样，可在excel中列表求解。
边缘应力的计算
IW
IM
°
yu
口yd
Dxu
口xd
1u
口1d
▽2u
▽2d
9908:
-16701：
240.4
607.1
351.6
313.1
351
P240.4
853.2
104.9
坝内应力计算系数表
a
b
a1
b1
c1
a3
b3
-15.68
-9.23
P-0.25
351.0「
-1.6
坝内应力计算表
坝基面
ay
CTx
*
546.0
311.8
344.6
773.0
117.6
「484.9
264.6
338.3
P686.1
137.1
-0.65
423.8
209.7
332.0
592.6
163.2
-0.68
「362.7
147.4
325.7
492.7
195.7
-0.72
301.6
77.5
319.4
388.5
232.5
0.73
㈢校核工况
CTyu
%
axu
▽xd
Ju
a2d
99291
-21865
184.7:
664.7
391.9
322.9
381.9:
184.7
937.6
107.6]
664.7:
-20.53004
P-13.0「
-0.2
381.9
-2.5n
y
CTx
a2
♦
584.7
340.3
372.1
834.9
121.8
504.7
290.9
362.2
732.9
134.0
-0.67
424.7
352.4
631.6
145.4
-0.71
344.7
189.9
342.6
533.5
153.7
-0.78
264.7
139.4「
332.7
442.2
155.2
0.67
（3）根据第一问中的计算可知到，各个工况下计算的抗滑稳定安全系数大于规范允许安全系数，所以在坝基面处满足稳定要求；
计算得到各个工况下的坝基面上的应力也满足规范要求，所以在坝基面处满足强度要求；
从经济标准方面分析，要求坝体剖面最小，这样浇筑时混凝土用量最小。
改善措施：
利用水重。
当坝底面与基岩的抗剪强度参数较小时，常将坝的上游面略向上游倾斜，利用坝面上的水重来提高坝的抗滑稳定性。
但应注意，上游坝面的坡度不宜过缓，否则，在上游坝面容易产生拉应力，对强度不利。
采用有利的开挖轮廓线。
开挖坝基时，最好利用岩面的自然坡度，使坝基面倾向上游。
当基岩比较坚固时，可以开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面，但应注意尖角不要过于突出，以免引起应力集中。
设置齿墙。
当基岩内有倾向下游的软弱面时，可在坝踵部位设齿墙，切断较浅的软弱面，这样既增大了滑动体的重量，同时也增大了抗滑体的抗力。
抽水措施。
当下游水位较高时，坝体承受的浮托力较大时，可考虑在坝基面设排水系统，定时抽水以减小坝底浮托力。
加固地基。
包括帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、软弱夹层的处理等。
横缝灌浆。
将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆，以增强坝体的整体性和稳定性。
预加应力措施。
在靠近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力，既可增加坝体的抗滑稳定性，又可消除坝踵处的拉应力
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