毕业设计计算书-心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算.doc

水利水电工程专业毕业设计-1-目录全套图纸加扣3012250582第一调洪演算.-3-一，设计资料.-3-二，调洪演算.-4-三，计算结果.-9-第二坝顶高程计算.-10-一，风壅水面高度.-10-二，波浪计算波高和平均波长.-11-三，平均波浪爬高.-11-四，坝顶超高.-11-五，计算成果.-11-第三土石料的设计.-12-一粘性土料的设计.-12-二.砂砾料设计.-15-第四渗流计算.-19-一渗流计算内容.-19-二渗流计算水位组合情况.-20-三计算方法.-20-四.计算断面与计算情况.-21-第五大坝稳定校核.-24-一，计算方法.-24-二，源程序.-26-三，工况选择与稳定计算成果.-31-四，成果分析.-31-第六细部结构计算.-31-心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-2-一，反滤层的设计计算.-31-二二，护坡设计.-34-第七隧洞水力计算.-34-一，设计条件.-35-二，平洞段底坡.-35-三，隧洞水面曲线的计算.-36-四，隧洞断面尺寸.-39-五，出口消能验算.-40-第八施工组织设计.-41-一，工日分析.-41-二，调洪演算.-42-附录.-45-水利水电工程专业毕业设计-3-第一调洪演算一，设计资料单位洪水过程线中，洪峰流量为120设计洪峰流量为1680，校核洪峰sm3sm3流量为2320，采用以峰控制的同倍比放大，计算结果如下：sm3表1-1设计洪水过程线流量时段（6h）单位洪水过程线流量（）sm3设计洪水过程线流量（）sm3157025070031101540455770537.552562839272230881723891318210101401179812570132.535心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-4-14114表1-2校核洪水过程线流量时段（6h）单位洪水过程线流量（）sm3校核洪水过程线流量（）sm31596.67250966.6731102126.674551063.33537.5725.00628541.33722425.33817328.67913251.331010193.33117135.3312596.67132.548.3314119.33二，调洪演算以起调流量为开始点A，向右做三条直线与洪水过程线相交于B1，B2，B3计算相应直线ABi（或ABi）与洪峰过程线所包围的面积（即相应调节库容）和相应的隧洞最大下泄流量，并VH曲线上根据V总查出高程H。在单位过程线上所围面积A，换算不同频率下的相应调节库容V。由各调节库容与正常蓄水位以下库容（423106m3）之和得V总。根据相应高程H，在QH曲线上根据交点找出相应的隧洞最大下泄流量。设计洪水过程线和校核洪水过程线见下图由公式（1-1）322QmBgH水利水电工程专业毕业设计-5-B=7堰高28132821282228232824282528262827282828292830283128322833020040060080010001200流量（m3s）高程（m）隧洞泄水能力设计洪水校核洪水其中淹没系数=1（不淹没）流量系数m=0.502侧收缩系数（1-0k=1-0.2(n-1)+HnB2）溢流孔数n=1边墩系数k=0.70（圆弧形）则=1-0.14HB当HB1取HB=1假定四个方案计算如下：1.堰顶高程2813m，B=7m起调流量Q=436.0sm3设计：选Q=630，560，490sm3V1=455.8对应高程2824.79m3610mV2=458.6对应高程2824.91m3610mV3=461.4对应高程2825.04m3610m校核：选Q=676.7，580，483.3sm3V1=482.1对应高程2825.95m3610mV2=487.3对应高程2826.18m3610mV3=492.7对应高程2826.42m3610m作图如下：心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-6-2.堰顶高程2814m，B=7m起调流量Q=373.48sm3设计：选Q=630，560，490sm3V1=457.5对应高程2824.86m3610mV2=460.5对应高程2825.0m3610mV3=463.7对应高程2825.14m3610m校核：选Q=676.7，580，483.3sm3V1=484.3对应高程2826.05m3610mV2=489.9对应高程2826.30m3610mV3=495.9对应高程2826.56m3610m作图如下：水利水电工程专业毕业设计-7-3.堰顶高程2812m，B=8m起调流量Q=573.41sm3设计：选Q=770，700，630sm3V1=448对应高程2824.44m3610mV2=450对应高程2824.53m3610mV3=452.1对应高程2824.62m3610m校核：选Q=870，773.3，676.7sm3V1=469.1对应高程2825.38m3610mV2=473对应高程2825.55m3610mV3=477.1对应高程2825.73m3610mB=7堰高28142821282228232824282528262827282828292830283128322833020040060080010001200流量（m3s）高程（m）隧洞泄水能力设计洪水校核洪水心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-8-作图如下：4.堰顶高程2811m，B=8m起调流量Q=651.89sm3设计：选Q=840，770，700sm3V1=444.6对应高程2824.29m3610mV2=446.3对应高程2824.37m3610mV3=448.2对应高程2824.45m3610m校核：选Q=966.7，870，773.3sm3V1=463.6对应高程2825.13m3610mV2=467.0对应高程2825.28m3610mV3=470.6对应高程2825.44m3610mB=8堰高281228212822282328242825282628272828282928302831283228330500100015002000流量（m3s）高程（m）隧洞泄水能力设计洪水校核洪水水利水电工程专业毕业设计-9-作图如下：5.堰顶高程2810mB=8m起调流量Q=733.66，sm3设计：选Q=910，840，770sm3V1=441.5对应高程2824.14m3610mV2=443.1对应高程2824.22m3610mV3=444.6对应高程2824.29m3610m校核：选Q=966.7，870，773.3sm3V1=461.7对应高程2825.05m3610mV2=464.8对应高程2825.19m3610mV3=468.0对应高程2825.33m3610mB=8堰高281128212822282328242825282628272828282928302831283228330500100015002000流量（m3s）高程（m）隧洞泄水能力设计洪水校核洪水心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-10-作图如下：三，计算结果表1-3调洪演算成果表方案堰顶高程孔口尺寸(m)工况流量Q()sm3调节库容V()3610m上游水位(m)超高Z(m)=2813设计552459.002824.931.731B=7校核632484.762826.072.872=281设计488464.202825.161.96B=8堰高281028212822282328242825282628272828282928302831283228330500100015002000流量（m3s）高程（m）隧洞泄水能力设计洪水校核洪水水利水电工程专业毕业设计-11-4B=7校核576489.962826.303.10=2812设计687.5450.422824.551.353B=8校核762.5473.242825.562.36=2811设计750447.002824.401.204B=8校核825467.402825.302.10=2810设计808442.602824.201.005B=8校核900463.502825.131.93根据各项因素比较，选用4方案，=2811mB=8m。第二坝顶高程计算一，风壅水面高度（2-2cos2mKWDegH1）式中e-计算点处的风壅水面高度，m；D-风区长度，m；K-综合摩阻系数，取3.6；610-计算风向与坝轴线法线的夹角，（22.5）。二，波浪计算波高和平均波长(2-2)2-112213ghW=0.0076W(gDW)(2-3)2-12.15213.75mgLW=0.331W(gDW)心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-12-式中hgDW2在20250之间为累积频率5%的波高h5，gDW2在2501000之间为累积频率10%的波高h10，累积频率P的波高hp与平均波高hm的比值可由表查到。三，平均波浪爬高(2-4)mmwmLhmKKR21设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:式中Rm平均波浪爬高m单坡的坡度系数若坡角为a即等于cotaK斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得0.78Kw经验系数查规范得1.0四，坝顶超高(2-5)y=R+e+A式中y坝顶超高R最大波浪在坝坡上的爬高，m（按规范二级大坝设计情况为1.0山区丘陵去校核情况0.5）e最大风壅水面高度A安全加高（按规范二级大坝设计情况为1.0山区丘陵校核情况0.5）五，计算成果表2-1坝顶高程计算成果图项目设计+正常运用正常+正常运用校核+非常运用正常+非常运用+地震水利水电工程专业毕业设计-13-上游静水位2824.42823.22825.32823.2河底高程2750275027502750坝前水深Hm74.473.275.373.2吹程D15000150001500015000风向与坝轴线夹角22.522.522.522.5风速w21211414平均波长Lm17.0019117.0019111.3274811.32748平均波高hm1.075251.075250.6477320.647732护坡粗糙系数K0.780.780.780.78上游坝面坡脚m2.752.752.752.75经验系数kw1111平均波浪爬高Rm1.1397191.1397190.7220360.7220361%波浪爬高R1%2.5415732.5415731.6101391.610139安全超高A110.51风浪引起坝前壅高e0.0150720.0153190.0066190.006809超高y3.5566463.5568932.1167582.616948坝顶高程2827.9572826.7572827.4172825.817坝高77.9566576.7568977.4167675.81695坝顶高程沉陷后0.3%2828.1912826.9872827.6492826.044沉降后坝高78.1905276.9871677.6490176.0444坝顶高程2828.5m，坝高78.5m。第三土石料的设计一粘性土料的设计（1）计算公式粘性土料的填筑密度以压实干容重为设计指标，并按压实度确定：心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-14-(3-1)ddmax=P式中：P填土的压实度；d设计填筑干容重；dmax标准击实试验最大干容重。对、级坝和各种等级的高坝P应不低于0.981.00；对、级坝（高坝除外）应不低于0.960.98。设计最优含水量取在塑限附近略高于塑限，可用下式拟定：(3-2)pLp=+II式中：p土料的塑限含水量，以小数计；Ip土料的塑性指数，以小数计；IL土料的液性指数，亦称稠度，高坝可取-0.010.1，低坝可取0.100.20。粘性土料实际所能达到的设计干容重为：(3-3)0(1)(1)sadsV式中：Va压实土体单位体积中的含气率，粘土0.05，壤土0.04，砂壤土0.03；s土粒容重；填筑含水量。再用下式校核(3-4)d1.021.12dc:式中：d设计干容重；(d)o土场自然干容重。（2）计算结果粘性土料设计的计算成果见表6-3。水利水电工程专业毕业设计-15-表3-1粘性土料设计成果表料场比重GS最大容重dma(kNm3)最优含水量（%）设计干容重(gcm3)塑限含水量p（%）塑性指数Ip填筑含水量（%）自然含水量（%）孔隙比E湿容重rw(kNm3)浮容重rb(gcm3)内摩擦角液限（%）渗透系数10-6有机含量（%）可容盐含量（%）1#下2.671569622.0715.53923.1419.4622.521724.80.73418.910.9424.6742.604.3171.730.0702#下2.6716.186521.0216.024622.2021.7020.70424.20.72118.910.9325.5043.904.801.900.0191#上2.6515.303622.3015.150625.0024.5723.77725.60.99017.350.8123.1749.571.902.200.1102#上2.7415.107423.8014.95626.3023.5025.81626.310.9316.370.8221.5049.93.960.250.1103#下2.7017.65816.9017.4814220.0014.0016.27415.90.58019.111.0628.0034.003.001.900.080心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-16-（3）土料的选用上下游共有5个粘土料场，储量丰富。因地理位置不同，各料场的物理性质，力学性质和化学性质也存在一定差异，土料采用以“近而好”为原则。粘粒含量为15%40%之间，均满足。规范指出粘土的渗透系数大于1010-6cms所有料场均满足要求。可溶盐含量都不大于3%，1#上的有机质含量为2.20%，大于规定的2%，故不予采用。2#下和2#上的塑性指数大于20%和液限大于40%，根据规范不能作为坝的防渗体材料。3#下的渗透系数比1#下的小，防渗性能好，最大干容重比1#下的大，压缩性能好，且3#下的填筑含水量比天然含水量小，施工时只需加水，故选3#下为主料场，1#下为辅助及备用料场。二.砂砾料设计（1）计算公式坝壳砂砾料填筑的设计指标以相对密实度表示如下：(3-5)maxmaxmin(e-e)Dr=(e-e)或(3-6)dminmaxmaxmindDr=(r-r)r(r-r)r式中：emax为最大孔隙比0.7857；emin为最小孔隙比0.36986(nmax=0.44nmin=0.27e=n(1-n)；e为填筑的砂、砂卵石或地基原状砂、砂卵石的孔隙比；rd为填筑的砂、砂卵石或原状砂、砂卵石干容重。(3-7)d=Gs9.81(1+e)设计相对密实度Dr要求不低于0.700.75；地震情况下，浸润线以下土体按设计烈度大小Dr不低于0.750.80。（2）计算成果砂砾料的计算成果见表。水利水电工程专业毕业设计-17-表3-2砂砾料计算成果汇总表料场不均匀系数Cu5mm砾石含量（%）比重Gs天然孔隙比相对密实度Dr设计干容重d(gcm3)设计孔隙比e.1#上43.8746.82.750.4810.73218.2160.4802#上26.1247.72.740.5310.61217.560.5303#上26.4152.12.760.4490.81018.6860.4504#上39.8145.42.750.4600.78418.4780.4601#下50.1245.82.750.4810.73218.2160.4802#下42.6642.22.730.4750.74818.1570.4753#下66.0743.32.730.4810.73218.0830.4804#下45.7145.42.720.5110.66217.6590.510表3-2续料场保持含水量（%）湿容重w(gcm3)浮容重(gcm3)内摩擦角粘聚力ckPa渗透系数K（10-2cms）1#上51.901.18351002.02#上51.821.14360002.03#上51.951.21354002.04#上51.941.20363002.01#下51.901.18352002.02#下51.891.17364002.03#下51.881.17355002.04#下51.831.14371002.0心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-18-料场的颗粒级配曲线如下：沙砾颗粒级配020406080100120-10123lgDP1#上图3-11#上料场颗粒级配曲线沙砾颗粒级配020406080100120-10123lgDP2#上图3-22#上料场颗粒级配曲线沙砾颗粒级配020406080100120-10123lgDP3#上P水利水电工程专业毕业设计-19-图3-33#上料场颗粒级配曲线沙砾颗粒级配020406080100120-10123lgDP4#上图3-44#上料场颗粒级配曲线沙砾颗粒级配020406080100120-10123lgDP1#下图3-51#下料场颗粒级配曲线沙粒颗粒级配020406080100120-10123lgDP2#下心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-20-图3-62#下料场颗粒级配曲线沙粒颗粒级配020406080100120-10123lgDP3#下图3-73#下料场颗粒级配曲线沙粒颗粒级配020406080100120-10123lgDP4#下图3-84#下料场颗粒级配曲线第四渗流计算一渗流计算内容1.确定坝体浸润线及其下游出逸点的位置，绘制坝体及其坝基内的等势线分布图或流网图；水利水电工程专业毕业设计-21-2.确定坝体与坝基的渗流量；3.确定坝坡出逸段与下游坝基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降；4.确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置空隙压力；5.确定坝肩的的等势线、渗流量和渗透比降。二渗流计算水位组合情况上游正常蓄水位与下游相应的最低水位上游设计水位与下游相应的水位3.上游校核水位与下游相应水位三计算方法选择水力学方法解决土坝渗流问题。根据坝体内部各部分渗流状况的特点，将坝体分为若干段，应用达西定律近似解土坝渗流问题。计算中假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。计算简图见后图。a-断面，-断面通过防渗体流量：(4-1)221121q=K(H-H)2+K(H-H)TD通过防渗体后的流量：(4-2)2221111T11q=K(H-T)2L+K(H-T)T(L+0.44T)b-断面通过防渗体流量：(4-3)2211q=K(H+T)-(H+T)2通过防渗体后的流量：(4-4)22211112T11q=K(H-T)2(L-mT)+K(H-T)T(L+0.44T)假设：1）不考虑防渗体上游侧坝壳损耗水头的作用；2）由于砂砾料渗透系数较大，防渗体又损耗了大部分水头，逸出水与下游水位相差不是很大，认为不会形成逸出高度；心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-22-3）对于岸坡断面，下游水位在坝底以下，水流从上往下流时由于横向落差，此时实际上不为平面渗流，但计算仍按平面渗流计算，近似认为下游水位为零。由于河床冲积层的作用，岸坡实际不会形成逸出点，计算时假定浸润线末端即为坝趾。四.计算断面与计算情况对河床中间断面-以及左右岸坡段各一断面-、-三个典型断面进行渗流计算，断面的简化图见附录，计算按正常蓄水设计洪水和校核洪水三种情情况进行。K=3.010-6cmsK1=2.010-2cmsK2=1.010-9cmsKT取2.010-2cmsD=0.8m（1）图4-1断面=20.1mT=29.15m1.上游正常蓄水位与下游相应最低水位L1=159mL=165.75mH=73.2mT1=2.2m数据带入公式：由q1=q2得q=4.0210-6m2sH1=2.31m2.上游设计洪水位与下游相应最低水位水利水电工程专业毕业设计-23-L1=163.61mL=165.75mH=74.4mT1=5.27m数据带入公式：由q1=q2得q=4.1310-6m2sH1=5.37m3.上游校核洪水位与下游相应最低水位L1=163.8mL=165.75mH=75.3mT1=5.4m数据带入公式：由q1=q2得q=4.2310-6m2sH1=5.51m（2）图4-2断面=12.18mT=26.92mL1=153.51mL=159.6mT1=0m1.上游正常蓄水位与下游相应最低水位H=38.2m数据带入公式：由q1=q2得q=1.8110-6m2sH1=0.06m2.上游设计洪水位与下游相应最低水位H=39.4m数据带入公式：由q1=q2得q=1.9210-6m2sH1=0.06m3.上游校核洪水位与下游相应最低水位H=40.3m数据带入公式：由q1=q2得q=2.0110-6m2sH1=0.06m（3）心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-24-图4-3断面=12.73mT=3.24mL=101.89mT1=0m1.上游正常蓄水位与下游相应最低水位H=38.2m数据带入公式：由q1=q2得q=2.0110-6m2sH1=0.31m2.上游设计洪水位与下游相应最低水位H=39.4m数据带入公式：由q1=q2得q=2.1310-6m2sH1=0.32m3.上游校核洪水位与下游相应最低水位H=40.3m数据带入公式：由q1=q2得q=2.2210-6m2sH1=0.34m结果整理如下：表4-1渗流计算结果汇总表计算情况计算项目正常蓄水位设计洪水位校核洪水位-73.274.475.3-38.239.440.3上游水深H（m）-38.239.440.3-2.25.275.4下游水深T1（m）-000水利水电工程专业毕业设计-25-000-2.315.385.51-0.060.060.06逸出水深H1（m）-0.310.320.34-4.024.134.23-1.811.922.01单宽流量q(10-6m3s.m)-2.012.132.22在心墙的逸出点，渗透坡降较大，设计中采用流网法予以验算绘制流网图，计算出逸出点坡降，具体见表表4-2I-I断面各种工况渗流逸出点坡降断面I-I工况正常蓄水位设计洪水位校核洪水位坡降J3.543.83.49第五大坝稳定校核本设计中的稳定分析，主要指边坡的抗滑稳定。稳定分析计算的目的在于分析坝坡在各种不同工作条件下可能产生的失稳形式，校核其稳定性。一，计算方法使用简单折线滑动法，假设滑动面只在坝壳中，而防渗体不连同坝壳一起滑动，如下图所示心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-26-图5-1简单折线滑动法示意图滑动面上的抗剪强度利用充分程度应该是一样的，其安全系数表达方式为：(5-1)tantaniisF式中：Fs安全系数；试验得到的抗剪强度指标。i假设滑动面的三点A、D、C（按一定步长确定这三点的坐标），且滑动面不会切到心墙。其中A点在坝脚斜坡面上移动，但不会到达坝顶，D点为折坡点，C点在坝体计算那一面的表面上移动，可以到达坝顶，但不会移动到坝体的另一侧。其他字母如图所示。D点将滑动体ADCBE分成两个滑动块DEBC和ADE，各块重量分别为W1和W2，土体抗剪强度为。计算时先假定不同的安全系数Kc，从滑块DEBC的平衡条件中求出P，然后将其作用在ADE上，看它是否与W2、Q2等平衡，如不平衡则重新假定安全系数，重复上述步骤直到平衡为止，此时的Kc即为该滑动面的安全系数。其中，在水位以上的土体所受的重力，用面积乘以天然容重，水位以下，由于浮力作用，乘以浮容重得到。Qi为水平地震惯性力，其值为惯性系数aij乘以相应土体的重量，所有力都可以简化到形心处，只考虑力的平衡，不考虑力矩的平衡。设计中为简化程序起见，还进行了以下假定：滑面ED铅直，条间力pi，作水利水电工程专业毕业设计-27-用方向总是和上一个土体平行。这些假定会对计算结果的精确度产生一定影响，但总体影响不是太大，近似计算中可以忽略。二，源程序OptionExplicitPrivateSubCommand1_Click()DimHAsSingleWHAsSinglemAsSingleRAsSingleRFAsSingleDAsSingleamAsSingleahAsSingleWrAsBooleanDimxaAsSingleyaAsSinglexbAsSinglexcAsSinglexc_maxAsSinglexdAsSingleydAsSingleyeAsSinglexfAsSinglexgAsSinglea1AsSinglea2AsSingleDimh1AsSingleh2AsSingleAlf1AsSingleAlf2AsSingleW1AsSingleW2AsSingleF1AsSingleF2AsSingleDimaAsSinglebAsSinglecAsSingleDltAsDoublekAsSinglekcAsSinglexd_fAsSingleyd_fAsSinglekc=5Wr=FalseIfOption2.Value=TrueThenIfText_am.Text=7Thenam=3ah=0.1ElseIfText_am.Text=8Thenam=2.5ah=0.2ElseIfText_am.Text=9Thenam=2ah=0.4ElseWr=TrueEndIfEndIfIfText_D.Text=OrText_H.Text=OrText_WH.Text=OrText_m.Text=OrText_R.Text=OrText_RF.Text=OrWr=TrueThen心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-28-MsgBox请正确输入计算所需数据！48错误提示ElseH=Val(Text_H.Text)WH=Val(Text_WH.Text)m=Val(Text_m.Text)R=Val(Text_R.Text)RF=Val(Text_RF.Text)D=Val(Text_D.Text)xb=HmForxa=0Toxb-edStepedya=xamForxd=xa+edToxbStepedForyd=ya+edToxdm-edStepeda2=Atn(yd-ya)(xd-xa)ye=xdmxc_max=xb+DIfxa+(H-ya)Tan(a2)xc_maxThenxc_max=xa+(H-ya)Tan(a2)EndIfForxc=xbToxc_maxStepedIfxdxcThena1=Atn(H-yd)(xc-xd)IfWHyaAndWHydAndWHyeThenxf=WHmxg=xd+(WH-yd)Tan(a1)W1=(xg-xf)+(xc-xb)(H-WH)R+(xg-xf)(WH-ye)+(ye-yd)(xg-xd)RF)2W2=(ye-yd)(xd-xa)RF2EndIfIfOption1.Value=TrueThena=W1Sin(a1)Cos(a1-a2)+W2Sin(a2)b=-W1Cos(a1)Cos(a1-a2)0.74-W1Sin(a1)Sin(a1-a2)0.71-W2Cos(a2)0.71c=W1Cos(a1)Sin(a1-a2)0.710.74ElseIfOption2.Value=TrueThenh1=(ya+yd+ye)3Ifxc=xbThenh2=(ye+yd+H)3Elseh2=(ye+yd+H+H)4EndIfIfH40OrH=40ThenAlf1=1+h1H(am-1)Alf2=1+h2H(am-1)心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-30-ElseIfh10.6HOrh1=0.6HThenAlf1=1+(am-1)3h1(0.6H)ElseAlf1=1+(am-1)3+(h1-0.6H)(0.4H)(am-1-(am-1)3)EndIfIfh20.6HOrh2=0.6HThenAlf2=1+(am-1)3h2(0.6H)ElseAlf2=1+(am-1)3+(h2-0.6H)(0.4H)(am-1-(am-1)3)EndIfEndIfF1=ah0.25W1Alf1F2=ah0.25W2Alf2a=(W1Sin(a1)+F1Cos(a1)Cos(a1-a2)+W2Sin(a2)+F2Cos(a2)b=-W1Cos(a1)Cos(a1-a2)0.74-(W1Sin(a1)+F1Cos(a1)Sin(a1-a2)0.71-W2Cos(a2)0.71c=W1Cos(a1)Sin(a1-a2)0.710.74EndIfDlt=b2-4ack=(-b+Sqr(Dlt)(2a)Ifk40%，按规范要求取5mm以下的细颗粒（满足5）的，作为计算粒径。uC85d15d=2.57=0.29=6.6140%，按规范要求取5mm以下的细颗粒（满足5）的，作为计算粒径。uC85d15d=2.29=0.575=3.1335-885d15duC第一层反滤层的级配：；548515dD51515dD由这两个条件可以求得2.875，9.1611.45，取=5mm。15D15D15D在料场中没有合适的土料可供使用，故需要人工配置。水利水电工程专业毕业设计-35-将被保护土的颗粒级配曲线向右平移（lg5-lg0.575=）0.9393即为反滤层颗粒级配曲线。沙粒反滤层颗粒级配02040608010012000.511.52lgDP沙石反滤层图6-3无粘性土第一层反滤层的颗粒级配曲线二，护坡设计本工程采用开挖出的石料作为护坡材料，砌石护坡在最大浪压力下所需要的球形直径和质量，平均粒径平均质量和厚度的计算(6-1)25010.851.018(2)wtpkwmDDKhmm其中=2.75，取=1.35，-累计频率5%的波高2.096m，k-块石密度，取半mtKph分化玄武岩密度为3.02gcm3。带入数据计算得=0.319mD质量：=0.052t(6-2)Q5085.0Q3525.0DK厚度为：17.002.096=8.1115pmhL(6-3)1.67ttDKt=0.39m取40cm第七隧洞水力计算心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-36-一，设计条件本工程运行中，设计水位：设=2824.4m，设计泄洪流量：Q设=750m3s校核水位：校=2825.3m，校核泄洪流量：Q校=825m3s堰顶高程=2811m，堰宽P=8.0m。进口堰面曲线（以堰顶为坐标原点）采用WES型堰面曲线坝面铅直，方程为：(7-1)nn-1d=KHyx(7-2)1.850.85dx=2.0Hy式中Hd定型设计水头Hd=12mKn与上游面有关的系数和指数当坝面铅直时K=2.0n=1850 x1.85=2.0Hd0.85y=2.0120.85yx1.85=16.53y上游连接段采用三圆弧法：R1=0.5Hd=6.0mb1=0.175Hd=2.1mR2=0.2Hd=2.4mb2=0.276Hd=3.312mR3=0.04Hd=0.48mb3=0.2818Hd=3.3816m堰面曲线与直线交点为（13.15，7.11）直线与反弧段交点为（47.16，41.12）反弧段终点高程为2752.31m平洞段长332m闸门型式与尺寸工作闸门及检修闸门均采用平板门，设在进口处。闸门宽8.0m，闸门高度14.0m闸门高度=正常蓄水位-堰顶高程+浪高=2823.2-2811+1.1=13.3m取14m。洞身断面型式和尺寸为保证无压流溢流孔口高度=校核水位-堰顶高程+相应浪高=2825.3-2811+1.6=15.9取16m平洞段宽7m二，平洞段底坡单宽流量(7-3)2825117.867QqmsB临界水深(7-4)22331.1117.8611.599.81cqhmg水利水电工程专业毕业设计-37-湿周x=b+2hc=7+211.59=30.18m(7-5)水力半径R=Ax=11.59730.18=2.69m(7-6)(7-7)611RnCc式中:n糙率系数取0.014C谢才系数=1nR16=10.0142.6916=84.22cC(7-8)2220.00542ccccQiACR取i=0.006三，隧洞水面曲线的计算由公式(7-9)2222H=hc+Q2gBhc式中:H堰前总有效水头；H=73.31m流速系数；实用堰上自由出流长度较长，取0.9hc反弧段最低点水深带入数据H=hc+117.862（29.810.92hc2)hc=73.31-874.075hc2hc=3.539m计算得平洞起始断面（反弧段最低点）水深经试算hc=h1=3.539m。水面曲线计算：已知渠首水深h1=3.539m以此断面作为控制断面，假设一系列的下游断面水深h为3.6m3.7m3.8m3.9m4.0m4.1m4.2m4.3m4.4m4.5m应用式逐段向下推算，即可求得各相应流段的长度s，然后再根据已知的渠道长度L=332m，求渠末水深h，具体计算如下：已知第一流段断面1和2水深分别为h1=3.539mh2=3.6m求流段长度s。计算时取=1.1，步骤如下：12计算断面1和2的断面单位流量Es1和Es2已知h1=3.539mV1=QA1=33.302ms心墙土石坝设计及泄水建筑物水面线计算-38-=62.179mgv2211Es1=h1+=65.718mgv2211同样可算得h2=3.6mv2=32.738msEs2=63.69m计算平均水力坡度J=(v1+v2)2=33.020msv断面1的湿周、水力半径R1、谢才系数C分别为：1R1=A1=1.76m1C1=(1n)(R1)16=78.483m12s同样可算得：R2=1.775mC2=78.594m12s所以：=1.767m2)(21RRR=78.539m12s2)()21CCC则0.10022vJCR第流段长度为s1=(Es2-Es1)（i-）=21.57mJ以第流段长度处s1=21.57m的水深h2=3.6m作为第流段的控制面水深，再假设h1=3.7m，重复上述的计算过程，又可求得第二流段的长度s2。如此逐段计算，即可求得各相应流段的长度及累加长度s经试算可得隧洞末端L=332m处水深h末=4.508m。计算结果列至下表表7-1水面曲线计算表格水利水电工程专业毕业设计-39-h2h1VRCJv1229.81v2229.81LL3.5393.53933.3021.76078.4830.10262.17962.1790.000.003.6003.53933.0201.76778.5390.10062.17960.0921.5721.573.7003.60032.2961.78778.6820.09460.0956.88635.1656.733.8003.70031.4341.81078.8550.08856.88653.931