《重力坝毕业设计》doc版.docx

毕业设计目 录摘要1英文摘要2第1章 设计依据51.1工程等级及建筑物级别51.2设计基本资料61.2.1工程概况61.2.2 气象61.2.3 水文71.2.4 工程地质81.2.5 土层承载力特征值91.3工程概况12第2章坝型、坝轴线选择及工程总体布置132.1 坝型、坝轴线选择132.1.1坝型的选择132.1.2 坝轴线的选择132.2 工程总体布置13第3章坝工设计153.1 挡水坝段断面设计153.1.1 坝顶高程153.1.2 坝顶宽度163.1.3 坝坡选择163.1.4坝基渗流及稳定分析173.1.5坝体稳定和应力计算243.1.6基础及边坡处理333.1.7细部结构设计343.1.8重力坝的分缝与止水373.2溢洪道设计383.2.1溢洪道工程布置393.2.2溢洪道水力计算与校核403.2.3溢洪道稳定应力分析计算423.2.4 溢洪道交通桥设计453.3坝体下游冲沟护坡设计453.3.1下游冲沟设计453.3.2下游冲沟防护稳定计算463.4 人工湖防护边坡设计483.4.1 护岸设计483.4.2 护岸边坡稳定分析48参考资料55结语56致谢57英文文献59坝的安全与地震63附录67摘要该工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准（GB50201-94）有关规定，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。本设计的水利水电工程等级为小（2）型，主要建筑物的级别为五级。为与同一工程资料的土石坝方案进行方案对比，本设计选用重力坝，挡水坝段坝顶高程238.3m，坝顶宽度3m。右岸挡水坝坝基最低开挖高程231.8m，最大坝高5.5m；左岸挡水坝坝基最低开挖高程231.8m，挡水坝段上游坝坡1:0.2，下游坝坡10.7。该工程人工湖的流量为2.05m3/s,并且重力坝坝高为5.5m，则只需要修建宽顶堰式溢洪道即可宣泄该流量。为宣泄超过水库调蓄能力的洪水或降低库水位，保证工程安全而修建溢洪道,该小型重力坝枢纽利用坝肩和坝头的有利地形修建溢洪道，可节省工程量，是一般较常见的布置形式。设计中需考虑土质边坡在受到外界环境因素的影响下,极易造成滑塌,特别是库区内边坡，水库施工或运行期，受内水和外水压力作用，加之湖水浸泡，土体抗剪强度降低，需要对库区内边坡加以治理以保证土质边坡的稳定性以及工程安全。本设计进行了坝址、坝轴线、坝型的选择以及枢纽布置、坝体剖面拟定、稳定计算及应力分析、细部结构设计、地基处理设计、坝体下游冲沟护坡设计以及人工湖防护边坡设计，并最后绘制出设计图纸。关键词：溢洪道；土质边坡；稳定计算及应力分析；坝体下游冲沟护坡设计；人工湖防护边坡设计；1英文摘要AbstractThe project is located in the 6km southwest of Zhengzhou City, Three Licun, the planning area is 330 mu. According to the national standard GB50201-94 flood control, flood control standard is in accordance with the provisions of Binhai plain region for 10 years and design, 20 years and check. Preliminary estimates, the lake area of about 4 mu, about 20000 m3 capacity. Water conservancy and hydropower engineering level of this design is small (2), the main building is at level five.For comparison program, this design is gravity dam. The design of gravity retaining dam crest elevation 238.3m, the crest width is 3m. The right bank of dam foundation excavation of the lowest elevation is 231.8m, The highest height of dam is 5.5m , the left bank of dam foundation excavation of the lowest elevation is 231.8m, retaining dam upstream slope of dam is 1:0.2, the downstream dam slope is 1: 0.7.The engineering data of artificial lake flow rate is 2.05m3/s, and the dam height is 5.5m, we only need to build the spillway to discharge. As the storage capacity of the reservoir flood vent over or lowering the water level, to ensure the safety of the project and the construction of spillway, the favorable terrain the small dam abutment and the dam head hub by construction of spillway, which can save the amount of work, and it is generally more common arrangement.In the design we need to consider the soil slope are influenced by the external environmental factors of design, extremely easy to cause the collapse, especially in the reservoir area slope, reservoir construction or operation period, under the action of internal and external water pressure, and water immersion, soil shear strength decreases, we can need for the reservoir slope with management to ensure the stability of soil slope and the engineering safety.This design was carried out the site of the dam, the dam axis , the selection of dam type and layout, section profile development, stable stress check, section optimization, detail design of structure, foundation treatment design, downstream of the dam body gully slope protection design and man-made slope protection design, and draw out the relevant design chart at last.Key words: the spillway discharge；the soil slope; the downstream of the dam body gully slope protection design；man-made slope protection design；第1章 设计依据1.1工程等级及建筑物级别本工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准（GB50201-94）有关规定，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为：10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。表1-1 水 利 水 电 工 程 分 等 指 标工程等 别工程规模水库总库容（亿m3）防 洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业重要性保 护农 田（万亩）治 涝面 积（万亩）灌 溉面 积（万亩）供水对象重要性装 机 容 量（万Kw）大（1）型10特别重要500200150特别重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.1中等100306015505中等305小（1）型0.10.01一般30515350.5一般51小（2）型0.010.001530.51注：1.水库总库容指水库最高以下的静库容。2. 治涝面积和灌溉面积均指设计面积。根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性分为五级，见表1-2：表1-2 永 久 性 建 筑 物 的 级 别工 程 等 别永久性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物1122334455初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。本设计的水利水电工程等级为小（2）型，主要建筑物的级别为五级。1.2设计基本资料1.2.1工程概况工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准GB50201-94，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。本地区年均降雨600700mm，集水面积0.5km2。工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土。人工湖坐落在天然宽40m50m、长50m60m冲沟内，冲沟出口处为坝轴线位置；坝轴线下游10m15m处，另有一深15m20m的深沟，设计需要重点研究其对大坝稳定造成不利影响。工程建设详细位置见附图（勘探点平面位置布置图）。1.2.2 气象郑州市地处暖温带，属大陆性季风气候，四季分明，干湿明显，春季干旱多风沙，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季干冷多风，雨雪稀少。郑州市的干燥度指数k值小于1.5，属湿润区。a）气温:年平均气温14.4，极端最高气温43，极端最低气温-19.7，年最高气温多出现在7月和8月。b）降雨：年平均降雨量640mm，24小时降雨量多年平均值100mm，每年7、8、9三个月的降雨量是全年降雨量的55%。c）冻土深度：年平均地面结冰时间约为60天，标准冻深小于60cm，地面以下100mm冻结平均为55天。d）风向及风速：冬季盛行西偏北，夏季盛行南偏东，春、秋季则交替出现；根据郑州市气象史了解，郑州市年平均风速约3.2m/s，瞬时最大风速达到了26米秒，风力为10级。1.2.3 水文1.2.3.1 人工湖设计流量根据城市排水工程规划规范GB 50318-2000，雨水量应按下式计算确定： Q=q F 式中： q雨强度； 径流系数； F汇水面积（m2）表1-3 径 流 系 数区域情况径流系数建筑稠密的中心区0.600.85建筑稀疏的居住区0.450.60建筑较稀疏的居住区0.200.451.2.3.2 参数选取取径流系数=0.45，汇水面积330亩，F=330667=220110m2。1.2.3.3 设计雨强表1-4 设 计 频 率 雨 量 成 果 表t时间H t(mm)C vC sK p设计雨量(mm)1小时450.523.5CvK10%=1.6876K5%=2.0391K2%=2.481126小时700.553.5CvK10%=1.721213.5CvK5%=2.0951473.5CvK2%=2.58518124小时1000.533.5CvK10%=1.70170K5%=2.05205K2%=2.5152521.2.3.4 设计洪峰流量计算为安全计算，按照t=1小时计算，Ht=45mm。10年一遇， Q=0.0760.45220110/3600=2.09m3/s；20年一遇， Q=0.0910.45220110/3600=2.50m3/s；50年一遇， Q=0.1120.45220110/3600=3.08m3/s。1.2.4 工程地质工程区位于郑州市西南6km三李村，S316省道西侧郑州市新殡仪馆西，紧邻郑州市新殡仪馆。处于郑州市西南低丘陵沟壑地带，地形为一冲沟，人工湖坐落在天然宽40m50m、长50m60m冲沟内。1.2.4.1 区域地质构造及区域稳定性工程场址位于郑州市西南部，大地构造位置属华北断块区南部，豫皖断块的开封凹陷的西边缘，区域地质构造较复杂，对场址有影响的北东向区域活动断裂构造带主要有三条：即太行山前断裂带、聊城兰考断裂带和汾渭断陷盆地构造带，强地震大部分发生在这三个构造带上，北西向的区域活动断裂主要有两条：即新乡商丘断裂带和封门口五指岭断裂带，这两条断裂带发生过中等强度地震。它们对本区发生不同强度地震起严格的控制作用，总的来说，本区北纬35o以北主要受北东向断裂构造控制，而35o以南（场区位于35o以南）主要受近东西向的秦岭纬向构造所支配。场地附近历史地震及现今小震很少，仅发生过两次4级以上地震，即1928年郑州市北郊4级地震、1814年郑州市西南贾峪5级地震。其它两次为1974年郑州市北郊邙山2.6级地震，1984年郑州市郑庵1.3级地震,因此，近场区内的地震活动强度和频度都很低。豫北地区及其附近多震区的强震有1870年磁县7.5 级地震和1937年荷泽7级地震，这些地区近年45级地震时有发生。另外，禹州、登封交界地带1992年又发生了ML4.7级地震。因此，就地震活动而言，近场区存在发生6级地震的背景。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010），郑州市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组。1.2.4.2地层渗透性本次勘探主要针对坝基第低液限黏土及第层低液限粉土进行了室内渗透性试验18组。根据试验结果及郑州市地区经验，拟建场地内涂层均属弱透水层。渗透系数建议值低液限黏土为510-5cm/s；低液限粉土为610-4cm/s。1.2.5 土层承载力特征值根据室内试验及现场标贯试验，结合郑州市西南区域地层经验资料，经综合分析后提供各层土的承载力特征值及各土层100200KPa压力段的压缩模量值，并据此对各层土的压缩性作出评价见表1-5。表1-5 各 层 土 承 力 特 征 值 及 压 缩 性 指 标 表层号fak(KPa)110220230250压缩模量Es(Mpa)6.18.716.010.2压缩性评价中中低中1.2.5.1 坝址区工程地质根据本次勘探钻孔揭露情况，本区岩性为第四系全新统人工杂填土、素填土及第四系上更新统粉质黏土、粉土，各土层自上而下分述如下，详见表1-6。表1-6 各 土 层 物 理 性 质 指 标杂填土（）：黄褐色、以低液限粉土为主，含煤屑、砖瓦碎片、陶片等生活垃圾，含较多植物根系。场区普遍分布，厚度：0.501.40m，平均0.79m；层底标高：231.76234.56m，平均232.69m；层底埋深：0.501.40m，平均0.79m。素填土（）：黄褐色、以低液限粉土为主人工回填冲沟形成。混少量浅褐红色低液限黏土。分布在场区中部，局部缺失，厚度：1.609.40m，平均6.57m；层底标高：222.36230.84m，平均225.61m；层底埋深：3.0010.40m，平均7.50m。低液限黏土（+）：浅褐红色，坚硬硬可塑，含白色钙质网斑及少量钙质结核，粒径225mm。场区普遍分布，厚度：2.3012.90m，平均7.44m；层底标高：219.91221.66m，平均220.88m；层底埋深：11.7013.40m，平均12.64m。低液限粉土（+）：黄褐色，稍湿，密实，可见锈斑，含少量钙质结核，粒径530mm。场区普遍分布，厚度：2.603.90m，平均3.17m；层底标高：217.16218.36m，平均217.70m；层底埋深：15.6016.70m，平均15.81m。低液限黏土（+）：褐红色，坚硬硬可塑，可见黑斑，含少量钙质结核，粒径335mm。该层未穿透，最大揭露厚度14.60m 。各土层的空间分布见勘探点平面布置图及工程地质剖面图。1.2.5.2 土物理力学指标表1-7 各 土 物 理 力 学 指 标 建 议 值 表物理指标层号含水量w(%)干重度d(kN/m3)比重Gs孔隙比e液性指数IL塑性指数Ip压缩系数(MPa-1)压缩模量(MPa)19.014.92.700.8500.309.00.266.120.015.72.710.8200.2012.20.228.719.014.52.700.7000.458.00.1616.021.016.02.720.8000.1814.80.2010.2表1-8 各 土 层 的c、 值 建 议 值 表层号快剪C（kPa）15201522()22182416饱和固结快剪C（kPa）11151216()17818101.3工程概况本工程主要包括4部分：大坝、溢洪道工程、人工湖防护边坡、大坝下游护坡。主要建筑物为大坝、溢洪道工程，最大坝高5.5m，溢洪道宽度为5m。次要建筑物为人工湖防护边坡、大坝下游护坡。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。根据国家防洪标准（GB50201-94）有关规定，按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）有关规定，水利水电工程分等指标及主要建筑物级别，根据本工程水库总库容为2万m3和坝高为5.5m，本工程规模为小（2）型，主要建筑物级别为5级。第2章 坝型、坝轴线选择及工程总体布置2.1 坝型、坝轴线选择2.1.1坝型的选择本区岩性为第四系全新统人工杂填土、素填土及第四系上更新统粉质黏土、粉土。根据该地形处的地质条件及材料可以就地取材，可以选择土石坝方案：（1）采用机械化施工，施工速度快；（2）可充分利用工地挖方来回填土料场，运距较近；但土石坝防洪能力差，两坝肩开挖量大，土方填方量较大，并且土坝上游伸入湖内，所占库容较大，土坝下游坡脚临近深沟，易造成下游边坡不稳。同时也可以选择混凝土重力坝方案，因为该方案坝轴线较短，两坝肩开挖量小，土方填方量较小；坝前不占库容；防洪超泄能力强，除了溢流坝泄流外，特大洪水时，挡水坝段也可以过水；设计简单，不需要设置涵管；坝体方量小；但所需的水泥、砂、石料需要外购，运距远，需要人工施工，机械化程度低。本设计为某人工湖挡水坝段设计，其设计方案为混凝土重力坝方案，以便于与同一基本资料设计的土石坝设计方案进行方案比较，从中选择最优方案，此设计是为进行方案优化而选取的。2.1.2 坝轴线的选择本工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土，人工湖坐落在天然宽40m50m、长50m60m冲沟内，冲沟出口处可设为坝轴线位置。2.2 工程总体布置本工程位于郑州市西南6km三李村，规划面积330亩。根据国家防洪标准GB50201-94，防洪标准按平原区滨海区的规定确定为10年一遇设计，20年一遇校核。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。本工程主要包括4部分：大坝、溢洪道工程、人工湖防护边坡、大坝下游护坡。主要建筑物为大坝、溢洪道工程，最大坝高5.5m，溢洪道宽度为5m。次要建筑物为人工湖防护边坡、大坝下游护坡。初步估算，湖面面积约4亩，库容约2万m3。工程的总体布置方案框架为：1. 重力坝平面布置本工程处于低丘陵沟壑地带，岩土构成主要为黄色粉质中壤土。人工湖坐落在天然宽40m50m、长50m60m冲沟内，坝轴线位置为冲沟出口处。根据重力坝的剖面尺寸来确定坝顶宽度、坝顶高程、上下游坝坡坡比以及开挖线的布置。2. 溢洪道平面布置根据本工程建设勘探点平面位置布置图中的等高线、坝区附近的高程以及地形状况来确定溢洪道的位置。方案1：将溢洪道布置于重力坝中部，进口为矩形，库水经由溢洪道下泄到坝轴线下游的另一冲沟内，溢洪道轴线为直线，控制端为无坎宽顶堰，堰顶高程236.8m，建基面231.8m。溢洪道由进口段（6.0m）、控制段（4.5m）、泄槽段（20m）、消力池（5m）组成。方案2：将溢洪道布置于重力坝右岸坡上，进口为八字翼墙形，库水经由溢洪道下泄到坝轴线下游的另一冲沟内，溢洪道为正槽式溢洪道，控制端为无坎宽顶堰，堰顶高程236.8m，建基面231.8m。溢洪道由进口段（6.0m）、控制段（4.5m）、泄槽段（17.7m）、消力池（5m）组成。方案1、2进行对比，最终选择溢洪道的布置方案为方案2，将溢洪道布置于重力坝中部，进口为矩形，库水经由溢洪道下泄到坝轴线下游的另一冲沟内，溢洪道轴线为直线，控制端为无坎宽顶堰，堰顶高程236.8m，建基面231.8m。将其布置在该工程建设勘探点平面位置布置图上。第3章 坝工设计3.1 挡水坝段断面设计剖面设计原则：重力坝的设计断面应由基本荷载组合控制，以材料力学法和刚体极限平衡法计算成果作为确定坝体断面的依据，并以特殊荷载组合复核。设计断面要满足稳定和强度要求，保证大坝安全，工程量要小，运用方便，优选体形，便于施工，避免出现不利的应力分布状态。基本剖面：重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力和扬压力3项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如图3-1所示。在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c和扬压力U的条件下，根据抗滑稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。对于完整性较差、较软弱的地基，f、c值较小，需要将上游坝坡放缓，以便借助上游坝面上的水重帮助坝体维持稳定。但当n太大时，在满库情况下，合力可能超出底边三分点，坝蹱易出现拉应力。根据工程经验，一般情况下，混凝土重力坝上游面一般可做成折坡或是常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；折坡点一般位于1/32/3坝高处，以便于利用上游坝面水重增加坝体的稳定性；上游坝坡坡率n= 00.2，下游坝坡坡率m= 0.60.8；底宽约为坝高的0.70.9倍。3.1.1 坝顶高程坝顶高程分别按设计洪水位和校核洪水位两种情况分别计算，选取两者中防浪墙顶高程中较高者作为选定高程。坝顶高程根据混凝土重力坝设计规范（SL319-2005）有关规定要求，坝顶应高于校核水位，坝顶上游防浪墙顶的高程与正常蓄水位或校核洪水位的高差按下式确定，并选高者作为选定高程：h = h1% + hz + hc （3-1）式（3-1）中：h防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）； h1%累计频率为1%的波高（m）； hz波浪中心线至正常或校核洪水位的高差（m）； hc安全超高，正常蓄水位工况1.0m，校核洪水位工况0.9m。本设计为某人工湖挡水坝段设计不计波浪雍高hz及波高h1%。坝顶高程取为238.3m。根据混凝土重力坝设计规范（SL319-2005）有关规范规定：防浪墙宜采用钢筋混凝土结构，与坝体连接成整体，墙身应有足够的厚度以抵挡波浪及漂浮物的冲击，在坝体横缝处应留有伸缩缝，并设止水。坝顶下游设置栏杆。为排除坝面积水，在坝顶设置排水管，布置见下图3-1所示。3.1.2 坝顶宽度坝顶宽度一般取坝高的8%-10%，且不小于2m，还应满足运用和施工要求。本设计坝顶宽度取为3m。 图 3-1 坝顶布置示意图 3.1.3 坝坡选择上、下游边坡坡度根据混凝土重力坝设计规范（SL319-2005）有关规定，上游坝坡坡率n= 1：0.2；下游坝坡坡率m= 1:0.7。挡水坝段坝顶高程238.3m，坝顶宽度3m。右岸挡水坝坝基最低开挖高程231.80m，最大坝高5.5m；左岸挡水坝坝基最低开挖高程231.80m，挡水坝段上游坝坡1:0.2，下游坝坡10.7。重力坝拟定剖面见下图3-2所示：图3-2 重力坝剖面图3.1.4坝基渗流及稳定分析采用北京理正软件设计研究院编制的理正岩土系列软件 混凝土重力坝透水地基渗流稳定分析程序，计算结果如下所示：1. 计算项目：渗流设计计算简图图3-3 坝基渗流流线图分析类型: 稳定流坡面信息上游水位高: 5.040(m)下游水位高: 0.000(m)上游水位高2: -1000.000(m)下游水位高2: -1000.000(m)坡面线段数 4坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 44.000 220.000 2 120.000 0.000 3 0.000 -20.000 4 140.000 -200.000土层信息坡面节点数 = 7编号 X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 44.000 220.000 -2 164.000 220.000 -3 164.000 200.000 -4 304.000 0.000 -5 1.008 5.040 -6 304.000 0.000附加节点数 = 8编号 X(m) Y(m) 1 -30.500 0.000 2 -30.500 -262.800 3 337.500 -262.800 4 337.500 0.000 5 -32.000 -560.400 6 337.500 -560.400 7 -32.000 -687.200 8 337.500 -687.200不同土性区域数 = 4区号土类型 Kx Ky Alfa 节点编号 (m/d) (m/d) (度) 1 细砂 0.00000 0.00000 0.000 (-2,-1,0,-4,-3,) 2 细砂 0.00038 0.00038 0.000 (1,2,3,4,-4,0,) 3 细砂 0.04320 0.04320 0.000 (3,2,5,6,) 4 细砂 0.51840 0.51840 0.000 (6,5,7,8,)面边界数据面边界数 = 9编号1, 边界类型: 已知水头节点号: 0 - 1节点水头高度 5.040 - 5.040 (m)编号2, 边界类型: 已知水头节点号: 1 - 2节点水头高度 5.040 - 5.040 (m)编号3, 边界类型: 已知水头节点号: 2 - 5节点水头高度 5.040 - 5.040 (m)编号4, 边界类型: 已知水头节点号: 5 - 7节点水头高度 5.040 - 5.040 (m)编号5, 边界类型: 可能的浸出点节点号: 7 - 8编号6, 边界类型: 已知水头节点号: 8 - 6节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)编号7, 边界类型: 已知水头节点号: 6 - 3节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)编号8, 边界类型: 已知水头节点号: 3 - 4节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)编号9, 边界类型: 已知水头节点号: 4 - -4节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)点边界数据点边界数 = 2编号1, 边界类型: 已知水头节点编号描述: -5节点水头高度 5.040(m)编号2, 边界类型: 已知水头节点编号描述: -4节点水头高度 0.000(m)计算参数剖分长度 = 1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化) = 0.100%最大的迭代次数 = 30输出内容计算流量: 流量计算截面的点数 = 2编号 X(m) Y(m) 1 250.000 -800.000 2 250.000 100.000画分析曲线:分析曲线截面始点坐标: (0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标: (30.000,0.000)-计算结果:-渗流量 = 1.07371 m3/天2. 计算项目：渗流校核-计算简图图3-4 坝基渗流流线图分析类型: 稳定流坡面信息上游水位高: 5.610(m)下游水位高: 0.000(m)上游水位高2: -1000.000(m)下游水位高2: -1000.000(m)坡面线段数 4坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 1 44.000 220.000 2 120.000 0.000 3 0.000 -20.000 4 140.000 -200.000土层信息坡面节点数 = 7编号 X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 44.000 220.000 -2 164.000 220.000 -3 164.000 200.000 -4 304.000 0.000 -5 1.122 5.610 -6 304.000 0.000附加节点数 = 8编号 X(m) Y(m) 1 -30.500 0.000 2 -30.500 -262.800 3 337.500 -262.800 4 337.500 0.000 5 -32.000 -560.400 6 337.500 -560.400 7 -32.000 -687.200 8 337.500 -687.200不同土性区域数 = 4区号土类型 Kx Ky Alfa 节点编号 (m/d) (m/d) (度) 1 细砂 0.00000 0.00000 0.000 (-2,-1,0,-4,-3,) 2 细砂 0.00038 0.00038 0.000 (1,2,3,4,-4,0,) 3 细砂 0.04320 0.04320 0.000 (3,2,5,6,) 4 细砂 0.51840 0.51840 0.000 (6,5,7,8,)面边界数据面边界数 = 9编号1, 边界类型: 已知水头节点号: 0 - 1节点水头高度 5.610 - 5.610 (m)编号2, 边界类型: 已知水头节点号: 1 - 2节点水头高度 5.610 - 5.610 (m)编号3, 边界类型: 已知水头节点号: 2 - 5节点水头高度 5.610 - 5.610 (m)编号4, 边界类型: 已知水头节点号: 5 - 7节点水头高度 5.610 - 5.610 (m)编号5, 边界类型: 可能的浸出点节点号: 7 - 8编号6, 边界类型: 已知水头节点号: 8 - 6节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)编号7, 边界类型: 已知水头节点号: 6 - 3节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)编号8, 边界类型: 已知水头节点号: 3 - 4节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)编号9, 边界类型: 已知水头节点号: 4 - -4节点水头高度 0.000 - 0.000 (m)点边界数据点边界数 = 2编号1, 边界类型: 已知水头节点编号描述: -5节点水头高度 5.610(m)编号2, 边界类型: 已知水头节点编号描述: -4节点水头高度 0.000(m)计算参数剖分长度 = 1.000(m)收敛判断误差(两次计算的相对变化) = 0.100%最大的迭代次数 = 30输出内容计算流量:流量计算截面的点数 = 2编号 X(m) Y(m) 1 250.000 -800.000 2 250.000 100.000画分析曲线:分析曲线截面始点坐标: (0.000,0.000)分析曲线截面终点坐标: (30.000,0.000)计算结果:渗流量 = 1.19515 m3/天计算出的渗流量有点大，需要进行地基处理，坝基才能不会发生渗透破坏。为提高坝基抗渗性，提高持力层的承载力，采用换土垫层的方法，挖除建基面之上土之后，对建基面之下土壤进行夯实,最后再进行回填的素混凝土垫层施工。3.1.5坝体稳定和应力计算3.1.5.1重力坝的荷载及组合荷载是重力坝设计的主要依据之一，荷载可按作用随时间的变异分为三类：1.永久作用；2.可变作用；3.偶然作用。设计时应正确选用其标准值、分项系数、有关参数和计算方法。重力坝承受的荷载与作用主要有：自重；静水压力；扬压力；动水压力；波浪压力；泥沙压力；冰压力；土压力；温度作用；风作用；地震作用等。1、荷载组合在设计重力坝剖面时，应按照承载能力极限状态计算荷载的基本组合和偶然组合。荷载组合有：正常蓄水位情况、设计洪水位情况、冰冻情况；偶然组合有：校核洪水情况、地震情况。设计时应对这五种情况分别进行计算，但由于近场区可能存在发生6级地震的背景，不考虑地震荷载，本次设计仅选取设计洪水位和校核洪水位情况进行荷载分析计算。表3-1 计 算 工 况 及 荷 载 组 合 表荷载组合计算工况上游水位（m）下游水位（m）荷载自重静水压力扬压力浪压力淤沙压力基本组合设计洪水位236.80无水特殊组合校核洪水位237.37无水3.1.5.2重力坝的荷载计算 图3-5 重力坝荷载计算图1. 自重单位宽度上坝体自重W标准值计算公式如下：（kN/m） （3-2）式（3-2）中： A坝体横剖面的面积，常将坝体断面分解成简单的矩形、三角形计算；坝体混凝土的重度，kN/m3，根据选定的配合比通过实验确定，一般采用23.524.0kN/m3。计算自重时，坝体的自重的作用分项系数为1.0。设计工况下：W1=1/2*1.1*5.5*24*1=72.6 kN；偏心距为3.07m，则设计弯矩值为72.6*3.07=222.88 (kN*m) ()； W2=3*5.5*24*1=396kN；偏心距为1.2m，则设计弯矩值为396*1.2=475.20 (kN*m) ()； W3=1/2*3.5*5*24*1=210kN；偏心距为1.47m，则设计弯矩值为210*1.47=308.70 (kN*m) ()；校核工况下：W1=1/2*1.1*5.5*24*1=72.6 kN；偏心距为3.07m，则设计弯矩值为72.6*3.07=222.88 (kN*m) ()； W2=3*5.5*24*1=396kN；偏心距为1.2m，则设计弯矩值为396*1.2=475.20 (kN*m) ()； W3=1/2*3.5*5*24*1=210kN；偏心距为1.47m，则设计弯矩值为210*1.47=308.70 (kN*m) ()；2. 静水压力静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载。计算时常分解为水平水压力（PH）和垂直水压力（PV）两种。（kN/m） （3-3）（kN/m） （3-4）上式（3-3）、（3-4）中：坝踵处所作的垂线与上游水面和上游坝面所围成的面积，m2； H计算点处的作用水头，m；水的重度，kN/m3，常用9.81kN/m3。静水压力分项系数采用1.0。合力作用点在压力图剖面形心处，不计淤沙压力和浪压力。设计工况下：（1）水平水压力PH1=1/2*9.81*42*1=78.48 kN；偏心距为1.33m，则设计弯矩值为78.48*1.33=104.64 (kN*m) ()；由于下游无水，PH2=0；（2）垂直水压力Pv1=9.81