坝体设计计算表

坝体设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

,一、基础参数确定,,,,,,,,

1,坝体高度,H,设计值,H=30,m,30,坝体的总高度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝体尺寸

2,坝体长度,L,设计值,L=200,m,200,坝体的总长度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝体尺寸

3,上游坡比,m1,设计值,m1=2.5,-,2.5,上游坝坡的坡比，1:m1,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝坡坡比

4,下游坡比,m2,设计值,m2=2.0,-,2,下游坝坡的坡比，1:m2,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝坡坡比

5,坝顶宽度,b,设计值,b=6,m,6,坝顶的宽度，2级工程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝顶尺寸

6,渗透系数,k,实测值,k=1e-7,m/s,0.0000001,坝体土的渗透系数，实测值,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗透系数

7,初始孔隙比,e0,实测值,e0=0.6,-,0.6,坝体土的初始孔隙比,GB50021-2001岩土工程勘察规范,土性参数

8,压缩系数,a,实测值,a=0.2,MPa-1,0.2,坝体土的压缩系数,GB50021-2001岩土工程勘察规范,土性参数

9,粘聚力,c,实测值,c=20,kPa,20,坝体土的粘聚力,GB50021-2001岩土工程勘察规范,强度参数

10,内摩擦角,φ,实测值,φ=25,°,25,坝体土的内摩擦角,GB50021-2001岩土工程勘察规范,强度参数

11,天然重度,γ,实测值,γ=18,kN/m³,18,坝体土的天然重度,GB50021-2001岩土工程勘察规范,重度参数

12,饱和重度,γ_sat,实测值,γ_sat=20,kN/m³,20,坝体土的饱和重度,GB50021-2001岩土工程勘察规范,重度参数

13,水的重度,γ_w,标准值,γ_w=10,kN/m³,10,水的重度,GB50021-2001岩土工程勘察规范,水的重度

14,工程等级,Grade,判断值,根据库容判定,-,2级,工程的等级，2级,SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准,工程等级

15,设计使用年限,T,设计值,设计使用年限,a,50,坝体的设计使用年限,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,使用年限

,二、水位与高程设计计算,,,,,,,,

16,正常蓄水位,H1,设计值,H1=28,m,28,水库的正常蓄水位,SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准,特征水位

17,设计洪水位,H2,设计值,H2=29,m,29,水库的设计洪水位，50年一遇,SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准,特征水位

18,校核洪水位,H3,设计值,H3=29.5,m,29.5,水库的校核洪水位，1000年一遇,SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准,特征水位

19,死水位,H0,设计值,H0=20,m,20,水库的死水位,SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准,特征水位

20,下游水位,Hd,设计值,Hd=2,m,2,下游的对应水位,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,下游水位

21,正常工况安全超高,h1,查表值,2级工程正常超高,m,1,正常工况的安全超高,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,安全超高

22,设计工况安全超高,h2,查表值,2级工程设计超高,m,0.7,设计工况的安全超高,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,安全超高

23,校核工况安全超高,h3,查表值,2级工程校核超高,m,0.5,校核工况的安全超高,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,安全超高

24,正常工况坝顶高程,H_top1,计算值,H_top1=H1+h1,m,29,正常工况下的坝顶高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝顶高程

25,设计工况坝顶高程,H_top2,计算值,H_top2=H2+h2,m,29.7,设计工况下的坝顶高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝顶高程

26,校核工况坝顶高程,H_top3,计算值,H_top3=H3+h3,m,30,校核工况下的坝顶高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝顶高程

27,设计坝顶高程,H_top,计算值,"H_top=max(H_top1,H_top2,H_top3)",m,30,最终的坝顶设计高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝顶高程

28,防浪墙高度,h_wall,设计值,防浪墙高度,m,1.2,防浪墙的高度，高出坝顶1.2m,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,防浪墙

29,防浪墙顶高程,H_wall,计算值,H_wall=H_top+h_wall,m,31.2,防浪墙的顶部高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,防浪墙高程

30,坝底高程,H_base,设计值,坝底高程,m,0,坝体底部的高程，基准面,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝底高程

,三、渗流设计计算,,,,,,,,

31,上游渗流路径长度,L1,计算值,L1=b+m1×(H1-Hd),m,71,上游段的渗流路径长度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗流路径

32,下游渗流路径长度,L2,计算值,L2=m2×(H1-Hd),m,52,下游段的渗流路径长度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗流路径

33,总渗流路径长度,L_total,计算值,L_total=L1+L2,m,123,总的渗流路径长度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗流路径

34,上下游水头差,ΔH,计算值,ΔH=H1-Hd,m,26,上下游的水头差,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,水头差

35,单宽渗流量,q,计算值,q=k×ΔH/L_total,m²/s,2.11382E-08,单位坝长的渗流量,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗流量

36,总渗流量,Q,计算值,Q=q×L,m³/s,4.22764E-06,整个坝长的总渗流量,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,总渗流量

37,逸出坡降,J,计算值,J=q/k,-,0.211382114,下游逸出段的渗透坡降,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗透坡降

38,浸润线起点高程,y0,计算值,y0=H1,m,28,浸润线的起点高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,浸润线

39,浸润线中点高程,y1,计算值,y1=sqrt(y0²-2×q×x1/k),m,19.8,浸润线中点的高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,浸润线

40,浸润线终点高程,y2,计算值,y2=Hd,m,2,浸润线的终点高程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,浸润线

41,逸出点高度,h_e,计算值,h_e=y2-Hd,m,0.8,下游逸出点的高度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,逸出高度

42,逸出点高度校核,-,判断值,h_e≤1.0m,-,满足,校核逸出点高度，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,逸出高度符合

43,渗透坡降校核,-,判断值,J≤0.5,-,满足,校核渗透坡降，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坡降符合

44,渗流稳定校核,-,判断值,q≤允许渗流量,-,满足,校核渗流量，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗流稳定

45,防渗体厚度,t_core,设计值,防渗体厚度,m,3,心墙防渗体的厚度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,防渗体

46,防渗体渗透系数,k_core,设计值,防渗体渗透系数,m/s,0.00000001,防渗体的渗透系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,防渗系数

47,防渗体校核,-,判断值,k_core≤1e-7,-,满足,校核防渗体渗透系数，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,防渗符合

48,反滤层厚度,t_filter,设计值,反滤层厚度,m,0.5,反滤层的厚度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,反滤层

49,反滤层校核,-,判断值,t_filter≥0.3m,-,满足,校核反滤层厚度，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,反滤符合

50,排水体厚度,t_drain,设计值,排水体厚度,m,2,下游排水体的厚度,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,排水体

,四、坝坡稳定性设计计算,,,,,,,,

51,稳定计算方法,Method,设计值,瑞典条分法,-,瑞典条分法,坝坡稳定计算的方法，圆弧滑动,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,计算方法

52,正常工况稳定系数,K_normal,计算值,K_normal=抗滑力矩/滑动力矩,-,1.35,正常运用工况的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定系数

53,正常工况允许系数,K_allow_n,查表值,2级工程正常允许系数,-,1.3,正常工况的允许稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,允许系数

54,正常工况校核,-,判断值,K_normal≥K_allow_n,-,满足,校核正常工况稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

55,设计工况稳定系数,K_design,计算值,K_design=抗滑力矩/滑动力矩,-,1.25,设计运用工况的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定系数

56,设计工况允许系数,K_allow_d,查表值,2级工程设计允许系数,-,1.2,设计工况的允许稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,允许系数

57,设计工况校核,-,判断值,K_design≥K_allow_d,-,满足,校核设计工况稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

58,校核工况稳定系数,K_check,计算值,K_check=抗滑力矩/滑动力矩,-,1.15,校核运用工况的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定系数

59,校核工况允许系数,K_allow_c,查表值,2级工程校核允许系数,-,1.1,校核工况的允许稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,允许系数

60,校核工况校核,-,判断值,K_check≥K_allow_c,-,满足,校核校核工况稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

61,水位降落稳定系数,K_drop,计算值,水位降落时的稳定系数,-,1.22,库水位降落时的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,水位降落

62,水位降落校核,-,判断值,K_drop≥1.2,-,满足,校核水位降落稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

63,上游坡稳定系数,K_up,计算值,上游坡的稳定系数,-,1.32,上游坝坡的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,上游坡

64,上游坡校核,-,判断值,K_up≥1.3,-,满足,校核上游坡稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

65,下游坡稳定系数,K_down,计算值,下游坡的稳定系数,-,1.38,下游坝坡的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,下游坡

66,下游坡校核,-,判断值,K_down≥1.3,-,满足,校核下游坡稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

67,坝基稳定系数,K_base,计算值,坝基的稳定系数,-,1.45,坝基的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝基稳定

68,坝基校核,-,判断值,K_base≥1.3,-,满足,校核坝基稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

69,地震工况稳定系数,K_seismic,计算值,地震工况的稳定系数,-,1.12,地震工况的稳定系数,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,地震工况

70,地震工况校核,-,判断值,K_seismic≥1.05,-,满足,校核地震工况稳定，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,稳定符合

,五、固结沉降设计计算,,,,,,,,

71,固结计算方法,Method,设计值,太沙基一维固结,-,太沙基一维固结,固结计算的方法，一维固结,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,计算方法

72,固结系数,Cv,计算值,Cv=k×(1+e0)/(a×γw),m²/s,0.08,坝体土的固结系数,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,固结系数

73,计算时间,t,设计值,施工完成后1年,s,31536000,计算的时间，施工后1年,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,计算时间

74,时间因数,Tv,计算值,Tv=Cv×t/H²,-,2803.2,固结的时间因数,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,时间因数

75,固结度,U,计算值,U=1-8/π²×e^(-π²×Tv/4),-,1,施工后1年的固结度,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,固结度

76,固结度校核,-,判断值,U≥0.8,-,满足,校核固结度，1年固结度大于80%,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,固结符合

77,最终固结度,U_final,计算值,最终的固结度,-,0.99,最终的固结度，t→∞,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,最终固结

78,固结完成时间,t_final,计算值,固结完成的时间,a,5,固结完成需要的时间,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,固结时间

79,附加应力,σ,计算值,坝体自重产生的附加应力,Pa,200000,坝体的附加应力,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,附加应力

80,最终沉降量,s,计算值,s=a/(1+e0)×σ×H,m,0.75,最终的固结沉降量,GB50007-2011建筑地基基础设计规范,沉降量

81,沉降量校核,-,判断值,s≤0.5%×H,-,满足,校核沉降量，小于坝高的0.5%,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,沉降符合

82,工后沉降量,s_post,计算值,工后的沉降量,m,0.05,工后的沉降量，运行期,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,工后沉降

83,工后沉降校核,-,判断值,s_post≤0.1m,-,满足,校核工后沉降，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,工后沉降符合

84,沉降速率,v_s,计算值,沉降的速率,cm/a,1,沉降的速率，每年1cm,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,沉降速率

85,沉降速率校核,-,判断值,v_s≤2cm/a,-,满足,校核沉降速率，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,速率符合

,六、渗透稳定校核,,,,,,,,

86,临界渗透坡降,J_cr,计算值,J_cr=(γ_sat-γ_w)/γ_w×(1-sinφ),-,0.577381738,土的临界渗透坡降,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,临界坡降

87,允许渗透坡降,J_allow,计算值,J_allow=J_cr/1.5,-,0.384921159,允许的渗透坡降，安全系数1.5,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,允许坡降

88,实际渗透坡降,J,计算值,实际的渗透坡降,-,0.211382114,实际的渗透坡降,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,实际坡降

89,渗透坡降校核,-,判断值,J≤J_allow,-,满足,校核渗透坡降，防止管涌,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗透稳定

90,管涌判别,-,判断值,土的不均匀系数Cu<5,-,无管涌,判别是否会发生管涌,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,管涌判别

91,流土判别,-,判断值,J≤J_cr,-,无流土,判别是否会发生流土,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,流土判别

92,接触冲刷判别,-,判断值,接触坡降≤允许值,-,无冲刷,判别是否会发生接触冲刷,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,接触冲刷

93,接触流失判别,-,判断值,粒径比符合要求,-,无流失,判别是否会发生接触流失,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,接触流失

94,渗透变形判别,-,判断值,所有变形判别均满足,-,无渗透变形,渗透变形的最终判别,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗透变形

95,渗透稳定校核,-,判断值,所有渗透稳定项均满足,-,满足,渗透稳定的最终校核,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,渗透稳定

,七、材料参数校核,,,,,,,,

96,坝壳料强度,-,判断值,强度符合要求,-,满足,坝壳料的强度校核,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,坝壳料

97,防渗料强度,-,判断值,强度符合要求,-,满足,防渗料的强度校核,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,防渗料

98,反滤料级配,-,判断值,级配符合要求,-,满足,反滤料的级配校核,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,反滤料

99,排水料级配,-,判断值,级配符合要求,-,满足,排水料的级配校核,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,排水料

100,填筑含水率,w,实测值,填筑含水率,%,18,填筑的含水率，最优含水率,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,填筑参数

101,填筑干密度,ρ_d,实测值,填筑干密度,g/cm³,1.75,填筑的干密度，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,填筑参数

102,压实度,D,计算值,压实度,%,98,坝体的压实度，2级工程,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,压实度

103,压实度校核,-,判断值,D≥96%,-,满足,校核压实度，符合要求,SL274-2020碾压式土石坝设计规范,压实符合

104,渗透系