答当坝底扬压力折减系数分别为和时文档格式.docx

1、2 I 2 丿 2 2浪压力：利用官厅公式有h| =O.O166V054 D1310.4（hl）08hz二 h , 2 二h-cthL L计算得：波高hl =0.24m,波长L =3.32m，壅高hz=0.055m2 2 2gD/v。=9.81 800/9 -96.8，当 gD/v。=20 250时，为累积频率 5%的波高 h5%,即 h5%= hl = 0.24m, h1%=1.24 h5%=0.30m, H=217.55-197.35=20.20.5L,为深水波。此时单位长度上的波浪压力为1 1P, rwL（h1% hz） 9.8 3.32 （0.3 0.055） = 2.89kN4 4可

2、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-4.96 K 亠 3.0f （ W -U ） cA _ 1.1 6388 0.6 10 23.38Z P 4247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W135329.433343W259830.95365上游水平 水压力P1457310.2465704下游水平

3、 水压力P25253.518115下游垂直 水压力Q13679.334086浮托力U123710.07U24420.2102渗流压力U32728.924339U44089.9402410水平泥沙 压力Ps1982.7529合 计9883349447714051857067总计63884247-16548同理，设计洪水位工况，荷载计算表。e（m） I500210.7532715613.620013939.2361024520.004651072868.9 :25604304234合计9908363352004070864310总 计62754639-23602由抗剪断公式得: U）+cA 1.1

4、 汉 6275 +0.6X03 汉 23.38 ，宀 r j 一Ks 4.51 l-K 亠 3.0 P 4639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P 0.9P 5365532011.0584315913.721624149.137752516481P 0.21112962647444437711浪压力Pw12.2应力计算不计合计99293737:5530408696986861914940-28999,f （送 WU）+cA 1.仆6191 十0.6汉103 T3.38 订Ks 4.21 K 心 2.5Z P 4940（2）扬压力就算在以上表中已计算出，需计算设计与

5、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=0.057mgD/v：=9.81 900/92 =109，当 gD/v；=20 250时，为累积频率 5%的波高 h5%，即 h5%=h =0.25m, hi%=1.24 hs%=0.31m, H=218.95-187=31.95PW rwL（h1% hz） 9.8 3.43 （0.31 0.057） =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=0.14m gD/v2=39，当gD/v；=20250时，为累积频率5

6、%的波高h5%，即 h5%=h = 0.53m， h1%=1.24 h5%=0.66m， H=219.95-187=32.950.5L，为深水波。此时单位长度上的波浪压力为Pv rwL（h1% hz） 9.8 6.23 （0.66 0.14） -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 =9883kNiM 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 二-9989 kN mB 坝体计算截面沿上下游方向的长度， B

7、= 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， du =（Pu 一二yu）n =0kPad =（；yd -Pd）m = （532.4 -10.35 9.8） 0.7 =301.7kPa水平正应力匚XU,匚xdcr = Pu t u n = 30.55 汉 9.8 = 299.4kPaU U u二xd = Pd dm = 10.35 9.8 301.7 0.7 = 312.6kPa4第一主应力；1u, ；1d2 2；1u =（1 n ）；yu - Pun = ；yu =313.1kPaC1d =（1

8、 m2）；yd -Fdm2 =（1 0.72） 532.4-10.35 9.8 0.72 = 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 = a bx （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

9、水平截面上的正应力分别为 二y1、二y2、匚y3、二y4、二y5，23 38-y1 =532.4 -9.38 495.9kPa。同理：二y2 =459.3kPa，二y3 =422.8kPa，二y4 =386.2kPa，二 y5 =349.7kPa。坝內剪应力剪应力沿x轴呈二次抛物线分布，.=a-i b|x c（x2 o当x =0时（下游面），二d，即印=301.7kPa ;当x = B时（上游面），二，即 a1 b1B C1B2 ；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 a1B bl -Cl B3联立求解：冷 4247 3 30i.7

10、）_ 一0.3423.382 23.38贝U有.=301.7 5.0x0.34x2， 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 - c2x2 d2x3，因为与直线相接近，故匚x =a3 b3x，a3 Yxd =312.6，b3 = x - 299.4 31芟=-0.57B 23.38贝U ； =312.60.57x ，二x1 =310.4kPa ，二x2 = 308.2kPa ，二x3 = 305.9kPa，-x4 = 303.7kPa，

11、 - x5 = 301.5kPa。4坝内主应力匚 2 2 （ 2 ） arcta n（求得各点主应力为:计算点应力a y495.9459.3422.8386.2349.7T277.1242.1196.8141.275.2310.4308.2305.9303.7301.5695.4637.4569.6492.1404.6110.9130.1159.1197.8246.6-0.62-0.63-0.64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IWIM yu口 ydD xu口 xd1u口 1d 2u 2d9908 :-16701：240.4607.1

12、351.6313.1351P 240.4853.2104.9坝内应力计算系数表aba1b1c1a3b3-15.68-9.23P -0.25351.0-1.6坝内应力计算表坝基面ayCTx*546.0311.8344.6773.0117.6484.9264.6338.3P 686.1137.1-0.65423.8209.7332.0592.6163.2-0.68362.7147.4325.7492.7195.7-0.72301.677.5319.4388.5232.50.73校核工况CT yu%axuxdJua2d9929 1-21865184.7 :664.7391.9322.9381.9 :

13、184.7937.6107.6 664.7 :-20.53004P-13.0-0.2381.9-2.5 nyCT xa2584.7340.3372.1834.9121.8504.7290.9362.2732.9134.0-0.67424.7352.4631.6145.4-0.71344.7189.9342.6533.5153.7-0.78264.7139.4332.7442.2155.20.67（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

14、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