水工建筑物实验报告.docx

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水工建筑物实验报告

西华大学上机实验报告

课程名称：

水工建筑物

（2）

年级/专业：

水利水电工程

实验成绩：

指导教师：

：

实验日期：

实验名称：

坝坡（或边坡）稳定分析软件应用

学号：

实验学时：

4

一、实验目的

1.通过实验，掌握一种工程实践中常用的坝坡（或边坡）稳定分析软件的应用方法。

2.熟悉坝坡（或边坡）稳定分析步骤，判断坝坡（或边坡）的稳定性，并得出其稳定安全系数。

3.掌握各种参数对坝坡（或边坡）稳定性的影响，以便于今后的设计或施工工作中更好地进行稳定控制，保证坝坡（或边坡）的安全。

二、实验容或设计思想

根据指导老师提供的面板堆石坝或土石坝相关工程资料，应用理正边坡软件对坝坡进行稳定分析验证，并对实验结果进行分析。

三、实验环境与工具

实验平台：

Windows系统操作平台。

软件：

理正、AutoCAD。

四、实验过程或实验数据

1.工程名称：

小溪口工程坝体下游边坡稳定分析。

2.坝型：

面板堆石坝

3.坝体标准剖面图（经镜像处理后）

4.坝体分区简述

根据坝体标准剖面，从上游到下游依次分为混凝土面板、垫层、过渡层、堆石区、下游护坡、堆石排水棱体等。

垫层料位于混凝土面板下面，根据面板坝对垫层料的要求：

半透水性、高渗透稳定（并有自愈功能）、低压缩性、高抗剪强度及对细砂起反滤作用，设计垫层料水平宽度为3m。

垫层料应为连续级配，最大粒径为75mm，小于5mm含量占30%~40%。

垫层料是经过两种方式获得的：

其一，由河床天然砂砾石掺20%人工砂所得；其二，料场石料经加工，并适当掺配而得。

现场试验证明，这两种方式所得到的垫层料其压实干容重23kn/m^3,孔隙率15%，渗透系数0.001cm/s。

过渡料水平宽为3m，垫层料与过渡料以相同厚度平起并同时碾压。

为保证过渡料的反滤作用，确保各接触面的施工质量，必须按先铺粗料，清理合格后再铺细料的顺序施工。

垫层料和过渡料接触界面上大于300mm颗粒必须清除。

主堆石对面板起支撑作用，因此要求具有足够的密度和必要的变形模量，以减少其变形量。

铺层厚度0.8~1.0m，最大粒径600mm，<5mm含量10%~15%，填筑干密度21.5kn/m^3,孔隙率23%。

5.详细记录实验过程容，以及操作过程中出现的问题及解决方法。

（1）.软件安装。

安装了2013版AutoCAD和理正岩土计算软件。

（2）.熟悉工程资料。

根据老师提供的资料，熟读资料，了解工程构造，熟悉工程数据等。

（3）.绘制工程断面CAD图。

根据老师提供的工程资料，运用AutoCAD2013版绘制工程断面CAD图。

在此做到数据、比例等与资料完全相同，要特别注意各土层的分界线必须绘制完整。

（4）.完成工程断面DXF图的绘制。

将以上绘制的工程断面CAD图保存为DXF格式的文件。

（5）.导入DXF图。

打开理正岩土计算软件，并导入DXF图。

将DXF图导入软件时，坡面线起始点号和坡面线段数一定要输入正确。

（6）.将DXF图导入后，在“辅助功能”里进行“镜像”，并保存文档，然后再读取此文档进行分析。

（7）.结合实际工程参数设置基本参数、设置坡面参数、设置土层参数、设置渗流参数。

1、面板堆石坝各个分区的压实后天然容重一般在20～22.5KN/m3，

垫层区的容重一般大于过渡区，

主堆石区容重略小于过渡区，

主堆石区容重一般又大于次堆石区。

2、浸润线以下的饱和容重一般比其天然容重要大1.5～2KN/m3。

3、各分区的摩擦角一般在35°～46°左右。

4、一般垫层、过渡层、主堆石区的凝聚力C值取C=0~10kpa，次堆石区的凝聚力C视填料性质一般取C=10～150kpa。

（8）.结果分析。

4、

6.详细记录程序操作步骤、数据及过程。

（一）：

小溪口工程坝体横剖面cad图

（二）：

另存为dxf文件

（三）：

将dxf文件导入软件

（四）：

基本参数设置

（五）：

坡面参数设置

（六）：

土层参数设置

（七）：

水面参数设置：

7.记录程序运行的结果。

（1）图

（2）计算结果

------------------------------------------------------------------------

计算项目：

复杂土层土坡稳定计算16

------------------------------------------------------------------------

[计算简图]

[控制参数]:

采用规:

碾压式土石坝设计规（SL274-2001）

计算工期:

稳定渗流期

计算目标:

安全系数计算

滑裂面形状:

折线形滑面

不考虑地震

[坡面信息]

坡面线段数6

坡面线号水平投影（m）竖直投影（m）超载数

1163.2200.0000

225.74019.8000

33.0000.0000

463.31048.7000

50.4000.0001

超载1距离0.010（m）宽0.400（m）荷载（17.64--17.64kPa）270.00（度）

67.6000.0001

超载1距离0.200（m）宽7.600（m）荷载（17.64--17.64kPa）270.00（度）

[土层信息]

坡面节点数7

编号X（m）Y（m）

00.0000.000

-1163.2200.000

-2188.96019.800

-3191.96019.800

-4255.27068.500

-5255.67068.500

-6263.27068.500

附加节点数21

编号X（m）Y（m）

10.000-135.508

2498.449-135.508

3498.4490.000

4359.1700.000

5358.7710.000

6355.7710.000

7352.7710.000

8188.9600.000

9163.6200.000

10188.96019.800

11188.84019.400

12191.84019.400

13192.36019.800

14255.67068.500

15255.27168.500

16191.96019.800

17203.81019.800

18256.87068.500

19259.87068.500

20262.87068.500

21263.27168.500

不同土性区域数7

区号重度饱和重度粘聚力摩擦角水下粘聚水下摩十字板τ强度增十字板τ水强度增长系全孔压节点编号

（kN/m3）（kN/m3）（kPa）（度）力（kPa）擦角（度）（kPa）长系数下值（kPa）数水下值系数

118.00020.00010.00038.0007.00035.000---------------（

-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,）

218.00020.00010.00038.0007.00035.000---------------（

10,-1,9,11,12,13,14,15,16,）

320.50022.00025.00045.00020.00041.000---------------（

11,9,8,17,13,12,）

422.00023.00010.00040.0008.00037.000---------------（

18,7,6,19,）

521.50023.00010.00042.0009.00039.000---------------（

7,18,14,13,17,8,）

623.00023.00010.00044.0008.00040.000---------------（

19,6,5,20,）

718.00020.00010.00038.0007.50036.000---------------（

20,5,4,21,）

[水面信息]

采用有效应力法

孔隙水压力采用近似方法计算

不考虑渗透力作用

考虑边坡外侧静水压力

水面线段数6水面线起始点坐标:

（252.000,65.000）

坝坡外水位:

20.000（m）

水面线号水平投影（m）竖直投影（m）

11.0000.500

22.0001.000

33.0001.000

44.0001.000

55.0001.000

66.0000.500

[计算条件]

稳定计算目标:

自动搜索最危险滑面

稳定分析方法:

简化Janbu法

土条宽度（m）:

1.000

非线性方程求解容许误差:

0.00001

方程求解允许的最大迭代次数:

50

搜索有效滑面数:

300

起始段夹角上限（度）:

5

起始段夹角下限（度）:

45

段长最小值（m）:

22.833

段长最大值（m）:

45.667

出口点起始x坐标（m）:

-68.500

出口点结束x坐标（m）:

255.270

入口点起始x坐标（m）:

0.000

入口点结束x坐标（m）:

263.270

------------------------------------------------------------------------

计算结果:

------------------------------------------------------------------------

滑动安全系数=1.345

最危险滑裂面

线段标号起始坐标（m,m）终止坐标（m,m）

1（191.966,19.804）（216.852,28.245）

2（216.852,28.245）（252.533,53.549）

3（252.533,53.549）（263.285,68.500）

8.实验结果分析。

由该工程资料知该工程为三级工程，查SL274-2001知：

正常运行下的安全系数为1.30,。

故此次计算结果为安全（1.345＞1.30）。

五、总结

1.思考题

（1）.坡面起始点号和坡面线段数变化后，导入的工程断面DXF图会有什么不同？

答：

起始点号改变引起计算器是未知变化，破面线段数变化引起计算段改变。

所得计算结果和计算位置不符。

（2）.计算工况改变后，各参数设置时会有什么变化？

答：

可能引起同一位置重度，粘聚力，和摩擦角不同，设置参数时以浸润线为准，浸润线以上是干重度，以下是饱和重度。

（3）.上下滑点的位置可以判断导入的DXF图是否正确吗？

答：

可以判断导入的DXF图是否正确。

2.总结上机的心得体会及收获。

答：

通过本次上机实验，了解了如何使用理正软件分析堆石坝边坡稳定。

通过这次实验，我也发现自己对于理正的某些命令的应用存在一些问题。