重力坝设计计算

1、 山王庙水库大坝稳定及应力计算1 基本资料1.1 坝型选择：山王庙水库大坝采用砼重力坝。1.2 为了保证大坝的安全，下游设护坦。1.3 大坝的高度：计算得上游校核水位为2108.98m、设计水位为2108.71m，下游校核水位为2079.00m、设计水位为2078.60m，开挖高程为2075m。坝顶高程为2111.00m,堰顶高程为2108.00m。粗估最大坝高：2111-2075=36.00m。1.4 溢流堰：可用曲线型实用堰（长研型、克奥型、WES型）、折线型；利用当地材料，且为小型溢流坝，采用WES型。1.5 大坝的稳定及边缘应力计算：计算时可以考虑风浪及泥沙压力。建筑物等级为5级建筑物

2、。1.5.1 实用堰的剖面尺寸：坝轴线长12.0m；溢流堰口长10.0m；堰顶水深：校核水深为0.98m、设计水位为0.71m；下游水深t：校核水深为4.00m、设计水位为3.60m；1.5.2 非溢流坝段的剖面尺寸：坝轴线长：左岸3个坝段、55.0m，右岸6个坝段、100.0m；上游水位：校核水位为2108.98m、设计水位为2108.71m；下游水深t：校核水深为4.00m、设计水位为3.50m；2 溢流坝段的稳定和应力计算：只计算最不利情况校核洪水时溢流情况；2108.982108.02079.02089.362088.0下游水位：坝址水位流量曲线得为2079.0m；上游水位：2108.

3、98m； 2.600.98W133.0 1：0.83.20P2G113.0G2W24.0P1PrOU1U2V15.025.030.002.1 荷载计算：表2-1 溢流坝段荷载计算表荷载及代号荷载计算（10KN）方向力臂计算（m）力矩（10KN.m）坝体自重G1(1/2)×27.4×33.0×2.4=1085.0430.0/2-2.6-27.6/3=3.23472.128坝体自重G2（1/2）×2.6×13.0×2.4=40.5630/2-2/3×2.6=13.267538.096上游水重W1（1/2）（33.98+20.98

4、）×2.6=71.44830/2-1.3=13.7978.838上游泥沙重Wr（1/2）×2.6×14.36×0.8=14.93430/2-2.6/3=14.133211.07下游水重W2（1/2）×3.2×4.0=6.40-（30/2-3.20/3）=-13.93-89.17上游水压力P2（1/2）×33.98×33.98=577.3233.98/3=11.33-6539.11上游泥沙压力Pr（1/2）×14.98×14.98×0.53×0.8=47.5714.98/3=4

5、.99-237.53下游水压力P1（1/2）×4.02=8.0（1/3）×4.0=1.33310.67堰面动水压力：1.94×20（COS250-COS530）/9.8=1.2066.07.231.94×20（SIN250+SIN530）/9.8=4.8415-2.715=12.285-59.40浮托力V130.0×4.0=120.000渗透压力U1（1/2）×29.98×0.25×25.0=93.69-（30/2-5-25/3）=-1.667-156.15渗透压力U2（1/2）×（29.98+7.495

6、）×5.0=93.69-（30/2-5/2）=-12.5-1171.10合计WPM不计入扬压力合计1218.382616.89-1655.008计入扬压力合计911.002616.89-2982.2582.2 验算抗滑稳定性：(1)采用抗剪断强度公式计算，其稳定安全系数为：K=（f，W+C，A）/P；查前述地质提供的数据：f，=1.0，C，=1.10Mpa，代入公式：K=（1.0×911.002+1.10×30.0×100）/616.89=6.832.5（见规范要求），满足稳定要求。(2)采用抗剪强度公式计算，其稳定安全系数为：K=（fW）/P；查前述地

7、质提供的数据：f=0.6，代入公式：K=（0.6×911.002）/616.89=0.8861.0（见规范要求）， 不满足稳定要求。2.3 边缘应力计算：（1）计入扬压力时：YU/Yd=W/B±6M/B2=911.002/30±6×2982.258/302=0.5024/0.1049 Mpa，U=（PU-PUU-YU）n=（33.98-33.98）-50.24×0.2=-0.1005 Mpa，d=（Yd +PUd-Pd）m=10.49+（4.0-4.0）×0.75=0.0787 Mpa，XU=（PU-PUU）+（-PU+PUU +YU

8、）n2=50.24×0.22=0.0201 Mpa，Xd=（Pd-PUd）+（-Pd+PUd +Yd）m2=10.49×0.752=0.059 Mpa，1U=（1+n2）YU -（PU-PUU ）n2=（1+0.22）×50.24=0.5225 Mpa，2U=（PU-PUU ）=01d=（1+m2）Yd -（Pd-PUd ）m2=（1+0.752）×10.49=0.1639 Mpa，2d=（Pd-PUd）=0；（2）不计入扬压力：YU/Yd=W/B±6M/B2=1218.382/30±6×1655.008/302=0.516

9、5/0.2958 Mpa，U=（PU -YU）n=（33.98-51.65）×0.2=-0.03534 Mpa，d=（Yd -Pd）m=29.58-4.0×0.75=0.1919 Mpa，XU=PU-U n=33.98-（-3.534）×0.2=0.3469 Mpa，Xd=Pd+dm=4.0+19.19×0.75=0.1839 Mpa，1U=（1+n2）YU -PUn2=（1+0.22）×51.65-0.22×33.98=0.5236Mpa，2U=PU=0.3398 Mpa，1d=（1+m2）Yd -Pdm2=（1+0.752）

10、15;29.58-4.0×0.752=0.4397 Mpa，2d=Pd=0.04 Mpa；由以上求得Ymax=0.5236 Mpa=2.8 Mpa，满足规范要求。Ymin=0.0201 Mpa0，满足规范要求。3 非溢流坝段的稳定和应力计算：只计算最不利情况校核洪水时溢流情况；非溢流坝段计入上游浪压力、坝顶局部增加的自重，减去堰面动水压力，其稳定安全系数和应力变化不大；由于时间关系，这里不再计算。胡冲水库大坝稳定及应力计算1 基本资料1.1 坝型选择：胡冲水库大坝采用砼重力坝。1.2 为了保证大坝的安全，下游设护坦。1.3 大坝的高度：计算得上游校核水位为1767.22m、设计水位为

11、1766.88m，下游校核水位为1732.93m、设计水位为1732.67m，开挖高程为1726.56m。坝顶高程为1768.60m,堰顶高程为1766.00m。粗估最大坝高：1768.60-1726.56=42.04m。1.4 溢流堰：可用曲线型实用堰（长研型、克奥型、WES型）、折线型；利用当地材料，且为小型溢流坝，采用WES型。1.5 大坝的稳定及边缘应力计算：计算时可以考虑风浪及泥沙压力。建筑物等级为5级建筑物。1.5.1 实用堰的剖面尺寸：坝轴线长12.0m；溢流堰口长10.0m；堰顶水深：校核水深为1.22m、设计水位为0.88m；下游水深t：校核水深为6.37m、设计水位为6.1

12、1m；1.5.2 非溢流坝段的剖面尺寸：坝轴线长：左岸4个坝段、40.0m，右岸4个坝段、53.0m；上游水位：校核水位为1767.22m、设计水位为1766.88m；下游水深t：校核水深为6.37m、设计水位为6.11m；2 溢流坝段的稳定和应力计算：只计算最不利情况校核洪水时溢流情况；1767.221766.01732.931746.501744.001726.56下游水位：坝址水位流量曲线得为1732.93m；上游水位：1767.22m； 17.441.22W139.44 1：0.85.096P2G117.44G2W26.37P1PrOU1U2V16.047.15553.1552.1 荷

13、载计算：表2-1 溢流坝段荷载计算表荷载及代号荷载计算（10KN）方向力臂计算（m）力矩（10KN.m）坝体自重G1(1/2)×35.715×39.44×2.4=1690.3253.155/2-17.44-35.715/3=-2.768-4677.96坝体自重G2（1/2）×17.44×17.44×2.4=364.9853.155/2-2/3×17.44=14.9515456.76上游水重W1（1/2）（40.66+23.22）×17.44=557.0353.155/2-17.44÷2=17.858994

14、7.16上游泥沙重Wr（1/2）×17.44×18.94×0.8=132.12553.155/2-17.44/3=20.7642743.47下游水重W2（1/2）×5.096×6.37=16.231-（53.155/2-5.096/3）=-24.878-403.808上游水压力P2（1/2）×40.66×40.66=826.61840.66/3=13.553-11203.43上游泥沙压力Pr（1/2）×18.94×18.94×0.53×0.8=76.0518.94/3=6.31-480

15、.13下游水压力P1（1/2）×6.372=20.29（1/3）×6.37=2.12343.08堰面动水压力：2.822×25.23（COS200-COS51.30）/9.8=2.2855.4412.432.822×25.23（SIN200+SIN51.30）/9.8=8.1553.155÷2-5.6=20.978-170.97浮托力V153.155×6.37=338.59700渗透压力U1（1/2）×47.155×0.25×34.29=202.12-（53.155/2-6-47.155/3）=-4.85

16、9-982.13渗透压力U2（1/2）×（34.29+8.57）×6.0=128.59-（53.155/2-6/2）=-23.58-3031.83合计WPM不计入扬压力合计2768.836880.0931266.602计入扬压力合计2099.529880.093-2747.3582.2 验算抗滑稳定性：(1)采用抗剪断强度公式计算，其稳定安全系数为：K=（f，W+C，A）/P；查前述地质提供的数据：f，=0.59，C，=0.29Mpa，代入公式：K=（0.59×2099.529+0.29×53.155×100）/880.093=3.152.5（

17、见规范要求），满足稳定要求。(2)采用抗剪强度公式计算，其稳定安全系数为：K=（fW）/P；查前述地质提供的数据：f=0.356，代入公式：K=（0.35×2099.529）/880.093=0.8351.0（见规范要求）， 不满足稳定要求。2.3 边缘应力计算：（1）计入扬压力时：YU/Yd=W/B±6M/B2=2099.529/53.155±6×2747.358/53.1552=0.4533/0.3366 Mpa，U=（PU-PUU-YU）n=（40.66-40.66）-45.33×1.0=-0.4533 Mpa，d=（Yd +PUd-Pd

18、）m=33.66+（6.37-6.37）×0.8=0.2693 Mpa，XU=（PU-PUU）+（-PU+PUU +YU）n2=45.33×1.02=0.4533 Mpa，Xd=（Pd-PUd）+（-Pd+PUd +Yd）m2=33.66×0.82=0.2154Mpa，1U=（1+n2）YU -（PU-PUU ）n2=（1+1.02）×45.33=0.4533 Mpa，2U=（PU-PUU ）=01d=（1+m2）Yd -（Pd-PUd ）m2=（1+0.82）×33.66=0.5520 Mpa，2d=（Pd-PUd）=0；（2）不计入扬压力：YU/Yd=W/B±6M/B2=2768.836/53.155±6×（-1266.602）/53.1552=0.494/0.548 Mpa，U=（PU -YU）n=（40.66-49.4）×1.0=-0.0874 Mpa，d=（Yd -Pd）m=54.8-6.37×0.8=0.3874 Mpa，XU=PU-U n=40.66-（-8.74）×1.0=0.494 Mpa，Xd=Pd+dm=6.37+38.74×0.8=0.3736 Mpa，1U=（1+n2）YU -PUn2=（