重力坝 设计毕业论文范文

1、一、基本资料某河流域形状狭长，两岸为陡峻山体，河流水量较丰富，河道坡陡流急。拟 建枢纽工程担负着发电、防洪、灌溉、航运等任务。1、地质勘查基本资料河床可利用基岩高程为28.00m，坝体混凝土与基岩之间摩擦系数为0.63， 抗剪强度系数f为0.95 ；抗剪断凝聚力c为0.9MPa。2、气象资料本地区春秋雨量丰沛，冬季雨量较少；夏季常有暴雨，集中出现在六、七、 八月，强度较大。相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为16.8m/s， 相应设计洪水位时吹程1.9km，相应校核洪水位时吹程2.1km。3、经水文、水利调洪演算确定：死水位92.00m；设计洪水位115.00m，相应的库容为27.6

2、亿m3，相应下游水位45.50m， 通过河床式溢洪道下泄流量5850.53m3/s；校核洪水位118.82m，相应下游水位48.67m，通过河床式溢洪道下泄流量 6752.33m3/s；库底淤沙高程44.52m，淤沙浮容重=8.71 KN/m3。4、相关的坝体初步设计基本资料枢纽的主体工程由非溢流坝段、溢流坝段、泄水底孔坝段、船闸组成，采用 左岸修建地下电站厂房。非溢流坝段：各坝段长20m；溢流坝段全长60m，分3 个坝段，每段长20m，共分3孔。二、非溢流重力坝剖面设计2.1非溢流坝段剖面设计原则重力坝剖面设计原则是：满足稳定和强度要求，保证大坝的安全；工程 量要小；运用方便；便于施工。非溢

3、流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝顶附近。基本断面上部设坝 顶结构。根据交通和运行管理的需要，坝顶应有足够的宽度。为防波浪漫过坝顶， 在静水位以上还应留有一定的超高。拟定基本剖面，再根据运用及其他要求，将 基本剖面修改成为实用剖面，最后对实用剖面在全部荷载作用下进行应力分析和 稳定验算，经过反复修改和计算，确定合理的坝体剖面。2.1.1确定基本设计参数重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力（水位与坝顶平齐）和扬压力 三项主要荷载作用下，满足强度和稳定性要求，使工程量最小的三角形剖面。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

4、小的三角形剖面尺寸。2.1.2坝顶高程的计算坝坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙高程，应高于波浪顶高程。坝顶高程二设计/校核洪水位+安全超高，选用其中较大者。安全超高：(2-1)式中：Ah 坝顶超高，即防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高 差m；h1%累计频率为1%的波浪高度，m；h 波浪中心线高于静水位的高度，m；匕安全加高，取值按表2-1.表2-1安全超高hc（m）何载组合（运用情况）坝的级别1234、5基本组合（正常情况）0.70.50.40.3特殊组合（校核情况）0.50.40.30.2（1）设计水位工况根据基本资料，相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为 16.8m/s

5、，相应吹程 1.9km，坝前水位二115-28=87（m）由于本工程为内陆峡谷水库，根据混凝土重力坝设计规范SL319-2005,采 用官厅公式计算波高和波长。gh10%V20=0.0076V - ii20V2k 0 )(2-2)h = 0.0076 x 16.8-iL x I6.82 x f9.81 乂 1900T3 - 9.81 = 0.70(m)5%k I6.82 JgLgDm 0.331( )1/3.75V2V2(2-3)0.331 x 16.82 x 16.8-1/2.15f 9.81 x 1900 丫如5 x k16.82/7.84(m)其中，Lm 一为平均波长查混凝土重力坝设计规

6、范表B.6.3-1得:.% h5% - 1.95 x 2.42 0.87(m) 波浪中心线至计算水位的高度：h 兀h%2 coth 2 0.32(m)z LL(2-4)(2-5)此时，坝顶高程=115+0.32+0.5+0.87=116.69m（2）校核水位情况相应洪水季节50年重现期最大风速的多年平均值为16.8m/s，相应吹程2.1km，坝前水位为 118.82-28=90.82（m）根据混凝土重力坝设计规范SL319-2005,gh10%V200.0076V -1120、13(2-6)h% h% 0.0076 x 16.8-F12 x 16.82 x+ 9.81 0.73(m)f 9.8

7、1 x 2100 1/3k16.82/gm 0.331()1/3.75V2V2(2-7)L 0.331 x 16.82 x 16.8-1/2.15xf 9.81 x 2100 广k16.82)8.05(m)Lm 一为平均波长查混凝土重力坝设计规范表B.6.3-1得:h1% = h5% - 1.95 x 2.42 = 0.91(m)波浪中心线至计算水位的高度：=0.32(m)(2-8)U 兀h 2=0.32(m)(2-8)h = 艾 coth mm此时，坝顶高程=118.82+0.32+0.5+0.91=120.55m两者相比较，取坝顶高程为122m。表2-2累积频率为P(%)的波高与平均波高的

8、比值虹P0. 11231510132050&2.972. 422b 333. 112.021. 951.711. 6L1.43d. 940. L2.7Q2. 262. 092. 001.92L.B71.651. 561.41d. 960. 22.462. 091.招1.881.811. 7&1. 591. 511.37Q 9S0. 32.231,931. S21. 761701. &1.521. 451.341. 000. L2.011. 781. 6S1. &4L.,6Q1. 561.441. 391.301. 010. 5L.S01.631. 561. 521.491.461.371. 3

9、31.251. 012.1.2坝顶宽度的确定根据重力坝设计规范考虑设备布置、运行、检修、施工交通等要求混凝 土，坝顶宽度一般为取9m2.1.3坝底宽度的确定根据工程经验，底宽一般为坝高的0.70.9倍，初步设计取坝底宽度为70m 左右。2.1.4上下游坝坡率的确定根据工程经验一般情况下，上游坝坡坡率n=00.2，常做成铅直或上部铅 直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.60.8；参考已建成工程的经验在本工程 中可取上游坝坡坡率为n=0.1，下游坝坡坡率为m=0.7。由剖面设计软件计算出 最优剖面。廊道的确定在此工程设计中，采用简单的单层廊道，根据根据SL319-2005混凝土重 力坝设计规范知基

10、础灌浆廊道宽度为2.53.0m，高度取3.03.5m。廊道的 上游壁距离上游坝面的最小距离为该处坝面水头的0.050. 1倍，并且不小于 3.0m。廊道的断面应根据其用途决定，同一类型廊道尽量采用定性断面。本工程 廊道采用城门洞形，断面尺寸为3.0 x 3.0 m 2 ；廊道底面距离坝基5.0m，则廊道 上游面距上游坝面为：d = (0.050.1) H - (0.050.1) x (94-5) =4.45 8.9m，取 d=5m。初步拟定其实用剖面如下图2.1所示，其中坝顶宽度为9m，坝底宽度为69m。 上游起坡点高程为68m，下游起坡点高程为108m。2.2确定荷载作用力下列计算过程中，取

11、单位宽度坝体研究，取荷载作用方向向下为正方向，向 右为正方向；力矩取顺时针方向为正。式中负号表示与所选取正方向相反。2.2.1确定各分项系数根据国家防洪标准(GB50201-94)，确定该工程为111等工程。其主要水工 建筑物按3级建筑物设计，建筑物亦按4级建筑物设计。其结构安全级别为III级， 相应的结构重要性系数为Y0=0.9又由混凝土重力坝设计规范(DL5108-1999) 中查得自重、静水压力的作用分项系数为1.0，渗透压力的作用分项系数为1.2, 浮托力的作用分项系数为1.0，淤沙压力的作用分项系数为1.2，波浪压力的作 用分项系数为1.2。材料分项系数中，混凝土/基岩的抗剪断摩擦系

12、数为1.3，粘 聚力分项系数为3.0，混凝土抗压强度分项系数为1.5由混凝土重力坝设计规 范(DL5108-1999)中查得抗滑稳定极限状态设计式中基本组合和偶然组合的结、 构系数都为Y d=1.2,混凝土抗压极限状态设计式中的基本组合和偶然组合的结 构系数为Yd=1.8。根据SL2005混凝土重力坝设计规范，重力坝的几种见下 表：何载组合主要工况何载自重静水压力扬压 力泥沙压力浪压力地震何载动水压力其他荷载基本组合(1)正常蓄水位VVVVV(2)设计洪水位VVVVV(3)冰冻情况VVVVV特殊组合(1)校核 洪水位VVVVV(2)地震情况VVVVVV表2-3荷载组合表2.2.2坝体自重设计采

13、用的混凝土为R18o20.0Mpa，三级配，其理论容重为24kg/m3。分三块 计算：F；-：/G0H/：图F；-：/G0H/：图2-1重力坝基本剖面示意图P=-y H2(2-9)W =y V(2-10)L = 土3(2-11)L - B 2(2-12)式中 y 水的容重，取9.81KN/m3；H计算点以上水深，m；:坝斜坡面以上水的体积，m；L力臂，m。坝体自重：W3 = y V 3 = 24 X 9 X 24 = 20304(KN)力矩G = -527904JKN M ) 3W = y V = 24 X 12 X 402 x 0.1 = 1920.00(KN )力矩G = -61120(K

14、N M) 4W = y V = 24 X 2 X 802 x 0.7 = 53760(KN)力矩G = -152320(KN M) 5荷载值：Ww = W3 + W4 + W5 = 75984(KN )力矩值：G = -741344(KN M)2.2.3静水压力设计水位工况上游水位为115m，相应下游水位为45.5m，水平力臂按照(2-11)式计算，铅直力臂按照式(2-12)计算。上游：水平水压力：P = 1 y H 2 = 1 x 9.81 x 872 = 37125.9(KN)1设2 w 1设 2力臂L =巴设=29(m)1设3水平力矩值：M1设=P1设x L1设=107665ZKN M)

15、铅直水压力：W 设=yV设=9.81 x 0.1 x 40 x (87 + 87 - 40) : 2 = 2629.0&KN)力臂 L 设=B = 34.5(m)铅直力矩值：设=-W设x L设=-90703.26(KN M) TOC o 1-5 h z 下游：水平水压力：P = - y H 2 =1 x 9.81 x 17.3 = -1502.1(KN) 2设2 w 2设2.一 H力臂 L = 2设=5.8333(m)1设3水平力矩值：M2设=P2设x L2设=-8762.58 (KN M)铅直水压力：W = 1 y V = 1 x 9.81 x 17.52 x 0.7 = 1051.51(K

16、N)2设2 w 2设2力臂 L = B = 34.5(m)设 2铅直力矩值：七 =W2设x L = 36277.07(KN M)校核水位工况上游相应水位118.82m,下游相应水位48.67m上游侧：水平水压力：P = 1 y H 2 =1校2 w 1校1 x 9.81 x 90.822 = 40457.7反KN) 2力臂L = H1校4校=30.27(m) 3水平力矩值:七校=P校x L1校= 1224792(KN M )铅直水压力：W校=yV校=9.81x (87+ 87- 40)x 0.1x 40: 2 = 2778.9(KN)力臂l校 = 2=34.5(m)铅直力矩值：弓1校=/校x

17、L校=-95874.(KN M)下游侧：水平水压力：P = - y H 2 = - x 9.81x 20.67 = 2095.60CN) 2校 2 w 2校 2.一 H力臂 L = 2校=6.89(m) 2校 3水平力矩值：M2校=P2校x L2校=14439. (KN M)铅直水压力：W = 1 y V = 1466.96(KN)2校 2 w 2校力臂 L = B = 34.5(m)校 2铅直力矩值：七校=W2校x L校=50610.09(KN M)2.2.4扬压力目前在重力坝设计中在用坝底面扬压力分布图型如下图所示。由混凝土重 力坝设计规范中表B.3.1查得河床坝段底面的渗透压力系数a =

18、0.2,又由混 凝土重力坝设计规范(DL5108-1999)中表8.2.1-1查得扬压力中渗透压力的作 用分项系数为1.2,浮托力的作用分项系数为1.其中n=0.2, Hu为上游水深， Hd为下游水深。图2-2扬压力计算示意图各部分扬压力计算公式：第一部分：(2-13)G-a)(2-13)d(2-14)第二部分U2 = 1(1门)B ya(H H（2-15）L = -B(1 1 门)23 6（2-16）第三部分：U3 = -nBay(H - H（2-17）L3 = - 1B(i-n)32（2-18）第四部分：U4 = -B Y Hd（2-19）L4 = 0（2-20）式中，匕、U2、匕、U4

19、1,2,3,4部分的扬压力，KN;L、L、L、L1,2,3,4部分扬压力对应的力臂,m。1234（1）设计水位情况：第一部分渗透压力：U 设=-2门By（H 设-HQ G-o）= -2454.46KN）力臂：L1设=b（2 - 3门）力矩：M设=七兀 x L1 设=-73388.4CKN M）第二部分渗透压力：力臂:一 2 (1 一力臂:一 2 (1 一门)B ya(H-H ) = -3272.62KN)u设d设=(3 - 6 门)MU2设力矩:=U 设 x L设=-67743. （KN MU2设力矩:第三部分渗透压力：U = -nBay(H - H ) = -1636.3(KN)3设u设d设

20、力臂：L3设=2b(i-n)力矩：M虞设=七设x匕设=-45162.(KN M)第四部分浮托力：七设=-B 伸冷=-11845.(KN)力臂：七设=0力矩：Mu/ = 0(KN M)合计：扬压力：U设=U1兀+ U2设+七设+七设=-19209(KN)力矩：M = M + M + M + M= -18 6 294KN M)u设 u1设 u2设 u3设 u4设校核水位情况：第一部分渗透压力：U = -1 nB Y(H H )(1 - a)= -2477.42KN)1校2u校d校力臂：L1 校=b(2 - 3n)力矩：Mb校=U1 校 x 匕校=-74074.78N M)第二部分渗透压力：U =-

21、 1(1-n)Byo(H -H ) = -3303.22KN)2校2u校d校力臂：l = -B(1 -1 n) 2校 36力矩：M校=%校 x L2校=-68376.72KN M)第三部分渗透压力：U =-qBay(H -H ) = -1651.6KN)3校u校 d校力臂：L3校=|b(i-n)力矩：M 3校=七校 x L3校=-45584. 5KN M)第四部分浮托力：U =-By H =-13991. (KN)4校C校力臂：L4校=0力矩：M也校=0(钏 M)合计：扬压力：U校=U1校+气校+ U3校 + U4校 = 21423/KN)力矩：M = M + M + M + M=-18803

22、(KN M)u校u1校u2校u3校u4校2.2.5淤沙压力根据资料知水库泥沙淤积高程为44.52m，淤积高度为16.52m，泥沙容重,内摩擦角6,其作用分项系数为1.2。1叩、1叩、=2 Y h tan2(45o - *(2-21) TOC o 1-5 h z 设计情况：P = - Y h tan2(45o 臭)=1188.52(KN) s 设 2 s s2力臂：L 设=8.26(m)力矩M = P x L = 3935.23KN M) 设s设s设校核情况：P = 1 Y h tam(45。- % = 1188.52(KN)S 校 2 s s2力臂：L 设=8.26(m)力矩M = P x L

23、 = 3935.23KN M) 设s设s设2.2.6波浪压力(2-22)P = 土 (h + h )(2-22)l 41% z设计情况下，坝前水深H=87m大于半平均波长，所以属于深水波，按下式计算：P = 设(h+ h )= 9,81 x 7,84 x (0.87+0.32) =22.88(KN)l设41%设z设4力矩：M设=P设 x L设=2077.96KN M)校核水位情况，坝前水深为90.82m，大于半平均波长，按照深水波计算。=Lm校(h%校 + h 校)=9,81 4 8,05 X (0.91 + 0.32) = 24.28(KN )力矩：M校=七校x匕校=2205.11KN M)

24、荷载统计设计水位工况:水平方向（KN）铅直方向（KN）力矩（KN - M）自重75984741344上游水压力37125.952629.08985949.15下游水压力1502.161051.5127514.50扬压力21390.12 186294波浪压力22.88一1990.56泥沙压力1188.52一6933.03合计36835.1960455.6376902.38校核水位工况:水平方向（KN）铅直方向（KN）力矩（KN - M）自重一75984741344上游水压力40457.782778.981128917下游水压力2095.661466.9636171扬压力一21423.571880

25、36波浪压力24.28一2077.96泥沙压力1188.52一8188.90合计39573.5258806.37225441.222.3坝体抗滑稳定分析抗滑稳定分析是重力坝设计中一项重要的内容，其目的是核算坝体沿坝基面 或坝基内部缓倾角软弱结构面抗滑稳定的安全度。将坝体与基岩之间看做是接触 面，而不是胶结面，进行分析。表2-4坝基面抗滑稳定安全系数Ks(2-23)式中：EW为接触面以上总的铅直力； P为接触面以上总的水平力；U为作用在接触面上的扬压力；f为接触面间的摩擦系数Q设计水位工况：f(W - U)0.63 x (79664.59 - 19208.96)36835.19K = p = =

26、 1.0336835.19坝基面抗滑稳定安全系数Ks v 1.05，抗滑稳定不符合要求。Vf(Vf( W - U)K = xzs EP0.63 x (80229.94 - 21423.57) 八39573.52=0.9339573.52K v 1.05，抗滑稳定亦不符合要求。据此，初步断面设计不合理，需要进行优化改进。经过改变上下游坝面的坡 度和起坡点高程，最终选择一个在满足抗滑稳定性和抗前段强度以及应力的要求 下、断面积最小的坝体尺寸作为最终的断面尺寸。经试算，最终确定坝顶宽度为 9m；上游面坡度为n=0.1，起坡点高程为72m；下游面坡度为m=0.8，起坡点高 程为112m；坝底宽度为80

27、.6m。2.4优化断面分析下面对新的坝体进行抗滑稳定性分析、抗剪断分析和应力分析。坝体所承受的各项荷载如图所示：2.4.1自重设计采用的混凝土为Ri8o20.0Mpa，三级配，其理论容重为24kg/m3。分三块 计算按照(2-9)至(2-12)式计算：坝体自重：W=yV = 24 x 9 x 24 = 20304(KN)力矩G = 637545.6(KN M )W = y V = 24 x 2 x 442 x 0.1 = 2323.2 (KN )力矩G = 86810.24(KN M)W =yV = 24 x 2 x 832 x 0.8 = 67737.6(KN)力矩G5 = 304819.2

28、(KN M)荷载值：七=W3 + W4 + W5 = 90364.8(KN)力矩值：G = -918886.40(KN M)2.4.2静水压力设计水位工况上游水位为115m，相应下游水位为45.5m上游：水平水压力：P1设1=2 ywH1 设2 =1 x 9.81 x 872 = 37125.9(KN) 2.一H力臂L =1设=1设329(m)水平力矩值：M1设铅直水压力：=P设x L1设=107665ZKN M)W 设=yV设=9.81 x 0.1 x 44 x (87 + 87 44) : 2 = 2805.6KKN)力臂 L 设= = 40.3(m)铅直力矩值：设=x L设=113068

29、. (KN M)下游：水平水压力：P = 1 y H 2 =1 x 9.81 x 17.3 = 1502.1(KN)2设 2 w 2设2力臂 L = 土设=5.8333(m) 1设3水平力矩值：M2设=P2设x L2设=-8762.58 (KN M)铅直水压力：W 设=2yV 设=2 x 9.81 x 17.52 x 0.8 = 1201.73(KN)力臂 L = = 40.3(m) 设 2铅直力矩值：设=W2设x L = 48429.5(KN M)校核水位工况上游相应水位118.82m,下游相应水位48.67m上游侧：水平水压力：P = 1 y H 2 = 1 x 9.81 x 90.822

30、 = 40457.7&KN)1校2 w 1校2 H力臂 L = 1校=30.27(m) 1校 3水平力矩值：M =七校x七校=122479ZKN M)铅直水压力：W校=yV校=9.81x (87+ 87- 44)x 0.1x 44: 2 = 2970.5低N)力臂 L校= = 40.3(m)铅直力矩值：G =己校x L校=-119713.0(KN M)下游侧：水平水压力：P = 1 y H 2 =1 x 9.81x 20.67 = -2095.6(KN)2校 2 w 2校2-、 H力臂 L = 2校=6.89(m) 2校3水平力矩值：M2校=P2校x L2校=-14439. 1(KN M)铅直

31、水压力：W = 1 y V = 1676.5N) 2校 2 w 2校力臂 L = = 40.3(m) 校 2铅直力矩值：七校=W2校x L校=67563.94(KN M)2.4.3扬压力目前在重力坝设计中在用坝底面扬压力分布图型如下图所示。由混凝土重 力坝设计规范中表B.3.1查得河床坝段底面的渗透压力系数a =0.25,又由混 凝土重力坝设计规范(DL5108-1999)中表8.2.1-1查得扬压力中渗透压力的作 用分项系数为1.2,浮托力的作用分项系数为1.其中n=0.15, Hu为上游水深， Hd为下游水深。图2-2扬压力计算示意图设计水位情况：第一部分渗透压力：U1 设=-2门By(H

32、 设-气设)(1 -o)= -2536.28KN) TOC o 1-5 h z 力臂：L = B(1 - - n) = 34.93m) 1设2 3力矩：M 设=U 设 x L设=-88583.7低N M)第二部分渗透压力：七设=-2(1 -n)Bya(H 设-气设)=-3381.(KN)力臂：L = -B(1 一 -门)=24.1(m) 2设3 6力矩：M 设=U 设 x L 设=-147779.1KN M)第三部分渗透压力：U = -nBay(H- H ) = -1690.85；KN)3设u设d设力臂：L、=一：B(1-门)=32.2细)力矩：、兀=七、兀 x L3、兀=98519.3KN

33、M)第四部分浮托力：七、兀=-B 伸冷=-1383(KN)力臂：L/ = 0力矩：Mu/ = 0(KN M)合计：扬压力：q = U1兀+ U2兀+七兀+七兀=-21445.&KN)力矩：M = M + M + M + M =-224860 M)u设 u1设 u2设 u3设 u4设校核水位情况：第一部分渗透压力：U = -1 门By(H - H )(1 -a)=-2560(KN)1校2u校d校力臂：L校=B(2 - 3n) = 34.93m)力矩：M校=U1 校 x 七校=-161591KN M)第二部分渗透压力：U =- 1(1-n)Byo(H -H ) = -3413.3限N) TOC o

34、 1-5 h z 2校 2u校d校力臂：L = -B(1 -1 n) = 24.1(m)2校 36力矩：M校=%校 x L2校=-149161.KKN M)第三部分渗透压力：U =-qBay(H - H ) =-1706.6KN)3校u校d校力臂：L校=|b(1 -n) = 32.2m)力矩：M校=七校x七校=-99440.78 1.05，抗滑稳定符合要求。Q校核水位工况：K =兴-U) sZK =兴-U) sZP39573.52坝基面抗滑稳定安全系数K 1.0539573.52坝基面抗滑稳定安全系数K 1.05，抗滑稳定符合要求抗剪断验算:f (Z W U) + CAZpf (Z W U)

35、+ CAZp(2-24)设计水位工况：,f (Z W U) + cAK = 5?sZP校核水位工况：,f(Z W U) + cAK = v2sZP0.95 x (94372.19 21445.84) + 0.9 x 80.6 x 100036835.19= 3.850.95 x (95011.87 24023.47) + 0.9 x 80.6 x 100039573.52= 3.54在设计工况和校核工况下，抗剪断安全系数均大于规范值3.0,所以满足抗剪断 要求。2.5基于材料力学法的应力分析基本假定：(1)坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料（2）视坝段为固结于地基上的悬臂梁，不考虑地基

36、变形对坝体应力的影响，并 认为各坝段独立工作，横缝不传力。（3）假定坝体水平截面上的正应力按照直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的 影响。2.5.1边缘应力的计算在一般情况下，坝体最大和最小应力都出现在坝面，所以在重力坝设计规范中规 定，首先应校核坝体边缘应力是否满足强度要求。2.5.1.1不计入扬压力（1）水平截面上的正应力计算公式如下:Z2.5.1.1不计入扬压力（1）水平截面上的正应力计算公式如下:Zw 6M b =+均 TT 2ZW6ZMb =yd TT 2（2-25）（2-26）设计水位工况:byuZw 6byuZw 6Zm 94372.19 6x(-259713)+=+TT280.6

37、80.62931.00阡。)byd1410.74KPa)Zw 6Z M 94372.19 6 x (259713 byd1410.74KPa)TT280.680.62校核水位工况:Sw 6以 95011.87 6x(-108334q =+=+= 1078.75KPa)80.6280.6网 TT 25 5 80.6280.6Sw 6以 95011.87 6x(108334)qyd=- 6 ( 108334)= 1278.86KPaqydTT 280.680.62（2）剪应力根据边缘微分体的平衡条件解出上下游边缘剪应力.根据平衡条件可知：T广（Pu Qyu）（2-27）T d=（Q yd-叩 m（

38、2-28）式中，Pu上游面水压力强度，kPa；Pd下游面水压力强度，kPa；n上游坝坡坡率，n=0.2；m下游坝坡坡率，m= tan中=0.8；设计水位工况:p =y 气+y H设=9.8X87+8.7X16.52=997.3(KP()Pd =r H设之=9.81x17.5 = 171.675(KPa)t = (p q )n = (997.36 931.00) x0.1 = 6.64(KPa)t d = (q # Pd)m = (1410.74 171.675) x 0.8 = 991.25( KPa )校核水位工况：P =y 气+y H：=9.8x90.82+8.7416.52=1034.8

39、3KPa)Pd =y H设2 = 9.81x20.67 = 202.77(KPa)t = (p q )n = (1034.83 1078.75) x 0.1 = 4.39(KPa)t d = (Q d pd)m = (1278.86 202.77) x 0.8 = 860.87( KPa )水平正应力计算xu(2-29)(2-30)已知七和Td之后，可以由平衡条件求得上、下游边缘的水平正应力a和 xu(2-29)(2-30)疽七T广xd=pd +丁带入数值计算：设计水位工况：a = p -t n = 997.36 - 6.64 x 0.1 = 996.7( KPa)=pd +t尸=171.67

40、5+ 991.25x0.8 = 964.68(KPa)校核水位工况：a 二 p -t n = 1034.83 - (-4.39) x 0.1 = 1035.27( KPa)a d = pd +tdm = 202.77+ 860.87x0.8 = 891.47(KPa)主应力计算根据平衡条件可知：（2-31）（2-32）a = (1+ n2)a - （2-31）（2-32） TOC o 1-5 h z 1uyuua = (1+ m2)a -pm1dyd d带入数值计算：设计水位工况：a = (1+ n2)a -pn = (1+ 0.12)x931.00-997.36x0.12 = 930.34K

41、Pa)1uyuua = (1+ m2)a -pm = (1+ 0.&)x1410.74171.67X0.& = 2203.71dydd校核水位工况：a = (1+ n2)a -pn = (1+ 0.12)x1078.75-1034.83k0.12 = 1079.19KP1 uyuua = (1+ m2)a -pm = (1+ 0.&)x1278.86-202.770.& =1967.51dydd2.5.1.2考虑扬压力时的应力计算(1)求解边缘上的主应力先求出包括与能够压力在内的全部荷载铅直分力的总和w及全部荷载对截面 垂直水流刘翔形心轴产生的力矩总和M，再利用公式计算 y而、 X和 1、2可

42、以根据边缘微分体的平衡条件求得。上游边缘应力计算设计水位工况:挺古*井 W = W - U =99501.05- 24023.84= 72926.35(KN) 铅直何载：设w 6m 94372.19 6x(-259713)80.6 =+=+= 664.92(KPa)80.6yu T T 280.6852上游面剪应力匚广（七七叩=33-24上游面水平正应力气=(p 匕)Tp 匕 y/2 =160.8般0上游面主应力 = (1+ n2) -(p -p )n = 661.60KPc)1uyu u uu = p - p = 02uu uu校核水位工况：W = W - U =95011.87- 2402

43、3.47= 70988.4(KN) 设w 6m 70988.4 6x (-108334.88 *八 =+=+= 780.69KPa)yu TT 280.680.62上游面剪应力二=（七七叩=25.41KP）上游面水平正应力 =(p -p )-(p -p )n =178-20(P(c上游面主应力 =(1+ n2) -(p p加2 = 778.15时孑 1uyu uu u 2u= pu - puu = 0下游面边缘应力计算设计水位工况: 铅直分力总和（包括扬压力）w = W-u设=99501.05-24023.84=72926.35邓）总力矩 M =-259713.74(KN M)则有byd=11

44、44.660)Zw 6l M 94372.19 6x(259713.74 则有byd=1144.660)TT280.680.62下游面剪应力七=(b yd - Pd - Pud)m=675.69尸0下游面水平正应力bxd = (pd pud)+(七厂pd 叩m =794.39(尸4 下游面主应力七=(1+ m2)byd-(Pd - pjm =1944.1KP) 匕d= Pd - Pud = 0校核水位工况： 铅直分力总和（包括扬压力/ W=W+W2一匕=7098&祢总力矩 Z M =108833.84KN M)_Z W_Z W6Z Myd T T 2=980.81(KPa)下游面剪应力七=（b

45、 yd pd pm=622.43KP）下游面水平正应力七d= （pd - p如）+（七厂pd pu，m = 432.70KPt）下游面主应力七=（1+ m2）byd-（pd pm =1478.75（Pa匕广 pd pud = 02.5.2结果分析根据SL319-2005混凝土重力坝设计规范规定是强度指标：在正常运 用期，坝体上游面的铅直应力不出现拉应力（计入扬压力）；坝体最大主应力， 不大于混凝土的容 许压应力。由上述材料力学法计算知，最大主应力为 b ma：2317.10kPa，而混凝土 C15 的容许压应力为 B =12fJk0=2.47MPa,其中 f为28d龄期的标准抗压强度；k为安全

46、系数，k =3.5。故满足设计要求。00三、剖面影响因素分析重力坝剖面一般为三角形，但是上下游的坡度以及起坡点高程对于重力坝的 稳定性、经济型等等有着重要影响。下面通过改变下游坝面的坡度m和上游坝面 的起坡点x1高程，来分析这两个要素对重力坝的影响。下属分析均为校核水位 工况下。3.1仅改变下游面坡度m. 一 一 一一一 . .首先分析下游面m对抗滑稳定安全系数为Ks和抗剪断系数Ks的影响。根据 在表格中的计算可以观察到Ks和Ks与下游面坡度成反比例：上游面坡度保持n=0.2不变，下游面坡度取m=0.8,根据式（2-9）、（2-10）、 （2-11）、和（2-12）计算可以得到，重力坝坝体自重

47、荷载为W = 92688（KN）， 下游并且随着坡度m的减小，而不断减小，从而使所需混凝土总量减少，减小施 工强度和难度。对应的，下游破面的铅直水压力也相应的依次减小，而且扬压力随着m的增加而增加，经过公式（2-23）和公式（2-24）,根据在表格中的计算.一、一 一 .可以观察到Ks和Ks与下游面坡度m成正比例。具体曲线图如下:3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-05050505050766554433228 09 7 S 7 O 7 7 6 7 5 7 4 7 3 7 O 2 7 一1 7 7Ks -m关系曲线图（纵坐标为Ks，横坐标为m）Ks-m关系曲线图（纵坐标为K

48、s，横坐标为m）下游面坡度对应力的影响经过式（2-25）和（2-26）进行系列计算，得到上游水平截面正应力随着m的增加减小，下游水平截面正应力随着m的增加而增加，具体关系如下图所示:b m关系曲线图（纵坐标为的增加减小，下游水平截面正应力随着m的增加而增加，具体关系如下图所示:b m关系曲线图（纵坐标为b，横坐标为m）yuyub dm关系曲线图上、下游剪应力均随着m的增加而增加，成正比例关系，经过公式（2-27） 和（2-28）计算，得到其关系图如下：上游侧匚一m关系曲线图（纵坐标为匚，横坐标为m）下游侧td m关系曲线图（纵坐标为t广 横坐标为m）经过公式（2-29）和（2-30）计算，并且

49、观察曲线可以发现，上游侧正应力随着 m的增加而逐渐降低，下游侧的正应力则随着m的增加而逐渐增加。如下图所示：44433333333338 09 8 7 7 7 6 7 5 7 O 4 T 44433333333338 09 8 7 7 7 6 7 5 7 O 4 T 0 3 7 2 7 一1 7 7上游侧。球一m关曲线系图（纵坐标为。球，横坐标为m）下游侧。xd m关曲线系图（纵坐标为。血，横坐标为m）由（2-31）和（2-32）式计算可得，上游侧主应力随着下游面坡度m的增加而逐渐降低，下游侧主应力则随着m的增加而增加。上游侧b 渐降低，下游侧主应力则随着m的增加而增加。上游侧b m关曲线系图

50、（纵坐标为b，横坐标为m）1u1u下游侧a m关曲线系图（纵坐标为下游侧a m关曲线系图（纵坐标为。，横坐标为m）1d1d2200. 002100. 002000. 001900. 001800. 001700. 001600. 001500. 000.7 0.71 0.72 0. 73 0. 74 0.75 0.76 0. 77 0. 78 0. 79 0. 83.2仅改变下游侧起坡点高程x2 一. 一- 首先分析下游侧起坡点高程X1对抗滑稳定安全系数为Ks和抗剪断系数Ks一 - 的影响。根据在表格中的计算可以观察到K和K与下游面坡度成反比例：上游侧坡度依然选择n=0.2.下游侧坡度取m=0

51、.8,改变下游侧起坡点高程 x2，根据式（2-9）、（2-10）、（2-11）、和（2-12）计算可以得到，当 x2=84m 时， 重力坝坝体自重荷载为W = 92688（KN），并且随着x2的减小而不断减小，从而W使所需混凝土总量减少，减小施工强度和难度。对应的，下游坡面的铅直水压力 也相应的依次减小，而且扬压力随着x2的减小而逐渐减小，经过公式（2-23） 一 一 、一 和公式（2-24），根据在表格中的计算可以观察到K和K与下游侧起坡点高程%成正比。具体曲线图如下：K -x2关系曲线图（纵坐标为K ,横坐标为x2）K -x关系曲线图（纵坐标为K，横坐标为x）s2s2下游侧起坡点高程x2对

52、应力的影响经过式（2-25）和（2-26）进行系列计算，得到上游水平截面正应力随着 x2的增加减小，下游水平截面正应力随着x2的增加而增加，具体关系如下图所 示： TOC o 1-5 h z a x关系曲线图（纵坐标为。，横坐标为x）yu 2yU2a x关系曲线图（纵坐标为a ，横坐标为x）yd 2yd2上、下游剪应力均随着x2的增加而增加，成正比例关系，经过公式（2-27）和（2-28）计算，得到其关系图如下：上游侧匚x2关系曲线图（纵坐标为匚，横坐标为x）UU2下游侧T X关系曲线图（纵坐标为T，横坐标为X）d 2d2经过公式（2-29）和（2-30）计算，并且观察曲线可以发现，上游侧正应

53、力 随着的增加而逐渐降低，下游侧的正应力则随着的增加而逐渐增加。如下 图所示：上游侧b x关系曲线图（纵坐标为b，横坐标为X） xu 2xu2下游侧b X关系曲线图（纵坐标为b，横坐标为X） xd 2xd2由（2-31）和（2-32）式计算可得，上游侧主应力随着下游面起坡点高程%的增加而逐渐降低，下游侧主应力则随着的增加而增加。上游侧b x关系曲线图（纵坐标为b，横坐标为x）1u 21u2下游侧b X关系曲线图（纵坐标为b，横坐标为X）1d21d23.3 X2和 m同时变化带上自己的论文、资料和笔记本。注意开场白、结束语的礼仪。坦然镇定，声音要大而准确，使在场的所有人都能听到。听取答辩小组成员

54、的提问，精神要高度集中，同时，将提问的问题记在本上。对提出的问题，要在短时间内迅速做出反应，以自信而 流畅的语言，肯定的语气，不慌不忙地一一回答每个问题。对提出的疑问，要审慎地回答，对有把握的疑问要回答 或辩解、申明理由；对拿不准的问题，可不进行辩解，而实 事求是地回答，态度要谦虚。一、答辩前的准备首先要做好心理准备。要克服怯场心、理，消除紧张情绪， 保持良好的心理状态。要有自信意识。这是学生应具备的最 基本的一种心理素质。凡是有充分自信意识的学生，在答辩 过程中就会精神焕发、心绪镇静、神态自若、思维敏捷、记 忆完整。答辨就可以淋漓尽致地发挥。要做到自信，需要对 自己的论文从内容、范围、材料有

55、充分的理解和多方面的准 备，做到烂熟于心。从整体到局部都有了然于胸的感受，这 样就能对提出的种种质疑，应付自如，即使不能对答如流， 至少也能迎刃而解，问有所答。真正做到“艺高胆大”，有 了真才实学，就不怕别人提出质询。其次要做好资料的准备。不要忘记将与论文有关的 一些图表类资料整理好。如经济类论文答辩时，可能会涉及 许多统计表、统计图、测算表、明细表、演示图等。准备许 多相关的图表，悬挂在答辩现场，供作讲解之辅助工具。最 后要做好发言提纲的准备。“工欲善其事，必先利其器”不 打无准备之仗，答辩者在答辩前可从以下角度去考虑准备答 辩：1、自己为什么选择这个课题？2、研究这个课题的意义和目的是什么

56、？3、全文的基本框架、基本结构是如何安排的？4、全文的各部分之间逻辑关系如何？5、在研究本课题的过程中，发现了那些不同见解？对 这些不同的意见，自己是怎样逐步认识的？又是如何处理 的？6、论文虽未论及，但与其较密切相关的问题还有哪些？7、还有哪些问题自己还没有搞清楚，在论文中论述得 不够透彻？8、写作论文时立论的主要依据是什么？对以上问题应仔细想一想，必要时要用笔记整理出来， 写成发言提纲，在答辩时用。这样才能做到有备无患，临阵 不慌。二、答辩技巧学生首先要介绍一下论文的概要，这就是所谓“自述报 告”，须强调一点的是“自述”而不是“自读”。这里重要 的技巧是必须注意不能照本宣读，把报告变成了

57、“读书”。“照本宣读”是第一大忌。这一部分的内容可包括写作动机、缘由、研究方向、选题比较、研究范围、围绕这一论题 的最新研究成果、自己在论文中的新见解、新的理解或新的 突破。做到概括简要，言简意赅。不能占用过多时间，一般 以十分钟为限。所谓“削繁去冗留清被，画到无时是熟时”， 就是说，尽量做到词约旨丰，一语中的。要突出重点，把自 己的最大收获、最深体会、最精华与最富特色的部分表述出 来。这里要注意一忌主题不明；二忌内容空泛，东拉西扯； 三忌平平淡淡，没有重点。在答辩时，学生要注意仪态与 风度，这是进入人们感受渠道的第一信号。如果答辩者能在 最初的两分种内以良好的仪态和风度体现出良好的形象，就

58、有了一个良好的开端。有人将人的体态分解为最小单位来研 究（如头、肩、胸、脊、腰等）认为凹胸显现怯懦、自卑， 挺胸显示情绪高昂一但过分则为傲慢自负；肩手颈正显示正 直、刚强，脊背挺拔体现严肃而充满自信。但过于如此，就 会被人看作拘泥刻板保守，略为弯腰有度，稍稍欠身可表示 谦虚礼貌。孙中山先生曾说过“其所具风度姿态，即使全场 有肃然起敬之心，举动格式又须使听者有安静详和之气”他 的这番金玉良言，对我们确实有很大的启发。在听取教师提问时所要掌握的技巧要领是：沉着冷静，边听边记 精神集中，认真思考 既要自信，又要虚心 实事求是，绝不勉强 听准听清，听懂听明在回答问题时所要掌握的技巧是构思时要求每个问题 所要答的“中心”“症结” “关健”在哪里？从哪一个角 度去回答问题最好？应举什么例子来证明？回答问题的内 容实质上是一段有组织的“口头作文”。这就要一、文章应 有论点、论据。二、有开头主体与结尾。三、有条理、有层 次。四、应用词确当，语言流畅。五、应口齿清楚、语速适 度。开头要简洁：单刀直入，是最好的开头，开门见山地表 述观点，在答辩