坝体稳定计算书
重力坝抗滑稳定计算书
深圳市野生动物救护中心养公坑蓄水工程技施设计浆砌石重力坝抗滑稳定计算书国家电力公司中南勘测设计研究院2004年12月说 明1.计算目的与要求对拟定的体型进行抗滑稳定计算，求出拟定体型在各种设计工况下的抗滑稳定安全系数。
同时对坝基面的应力进行计算，以论证是否满足规定的正常使用极限状态与承载能力极限状态要求。
2.计算基本依据1. 建筑体型结构尺寸见附图1；2. 主要地质参数见资料单；3. 材料容重： 浆砌块石：取3/0.23m kN s =γ；水：取3/8.9m kN w =γ； 土的饱和溶重3/12m kN =γ3.计算方法及计算公式 1. 基本假定 1） 坝体为均质、连续、各向同性的弹性材料； 2） 取单宽1米计算，不考虑坝体之间的内部应力。
3）本工程规模小，只计算坝体的抗滑稳定，不对坝体剖面进行浅层与深层抗滑稳定分析以及坝基面应力分析。
2. 地基应力计算按偏心受压公式计算应力：σmax=W M AG ∑∑+ σmin =WMAG∑∑-式中 ∑G —坝体本身的重力，kN ；A ——坝基的受力面积，m 2;∑M —坝体各部分的重力对形心的弯距,kN.M;W —作用在计算截面的抗弯截面系数；3.抗滑稳定坝受到铅直力和水平力的共同作用下，要求沿坝基底面的抗滑力必须大于作用在坝结构水平向的滑动力，并有一定的安全系数。
计算公式为：K C =∑∑Hf G *式中K c —结构的抗滑稳定安全系数；∑G —坝的基底总铅直力，kN ； ∑H —坝的水平方向总作用力，kN ； f —坝基底的摩擦系数。
4.计算结果总表5.结论经由计算可知，该方案，结构能够满足浆砌石坝在不同运用时期的地基应力和抗滑稳定要求，不会发生地基沉陷和滑动变形，并满足经济适用的原则。
6.主要参考书目a ）《浆砌石坝设计规范（SL25-91》；b ）《水工建筑物荷载设计规范（DL5077—1997）》；c ）天津大学 祁庆和《水工建筑物（上册）》（水利电力出版社—1992）溢流坝的稳定计算1基本资料由于坝体受力为平面结构，取单位宽度坝体进行计算。
重力坝抗滑稳定计算书
重力坝抗滑稳定计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1深圳市野生动物救护中心养公坑蓄水工程技施设计浆砌石重力坝抗滑稳定计算书国家电力公司中南勘测设计研究院2004年12月说 明1.计算目的与要求对拟定的体型进行抗滑稳定计算，求出拟定体型在各种设计工况下的抗滑稳定安全系数。
同时对坝基面的应力进行计算，以论证是否满足规定的正常使用极限状态与承载能力极限状态要求。
2.计算基本依据1. 建筑体型结构尺寸见附图1；2. 主要地质参数见资料单；3. 材料容重： 浆砌块石：取3/0.23m kN s =γ；水：取3/8.9m kN w =γ； 土的饱和溶重3/12m kN =γ3.计算方法及计算公式 1. 基本假定 1） 坝体为均质、连续、各向同性的弹性材料； 2） 取单宽1米计算，不考虑坝体之间的内部应力。
3）本工程规模小，只计算坝体的抗滑稳定，不对坝体剖面进行浅层与深层抗滑稳定分析以及坝基面应力分析。
2. 地基应力计算按偏心受压公式计算应力：σmax =WM AG ∑∑+σmin =WMAG ∑∑-式中 ∑G —坝体本身的重力，kN ；A ——坝基的受力面积，m 2;∑M —坝体各部分的重力对形心的弯距,;W —作用在计算截面的抗弯截面系数；3.抗滑稳定坝受到铅直力和水平力的共同作用下，要求沿坝基底面的抗滑力必须大于作用在坝结构水平向的滑动力，并有一定的安全系数。
计算公式为：K C =∑∑Hf G * 式中K c —结构的抗滑稳定安全系数；∑G —坝的基底总铅直力，kN ； ∑H —坝的水平方向总作用力，kN ； f —坝基底的摩擦系数。
4.计算结果总表5.结论经由计算可知，该方案，结构能够满足浆砌石坝在不同运用时期的地基应力和抗滑稳定要求，不会发生地基沉陷和滑动变形，并满足经济适用的原则。
6.主要参考书目a ）《浆砌石坝设计规范（SL25-91》；b ）《水工建筑物荷载设计规范（DL5077—1997）》；c）天津大学祁庆和《水工建筑物（上册）》（水利电力出版社—1992）溢流坝的稳定计算1基本资料由于坝体受力为平面结构，取单位宽度坝体进行计算。
重力坝抗滑稳定计算书
深圳市野生动物救护中心养公坑蓄水工程技施设计浆砌石重力坝抗滑稳定计算书国家电力公司中南勘测设计研究院2004年12月说 明1.计算目的与要求对拟定的体型进行抗滑稳定计算，求出拟定体型在各种设计工况下的抗滑稳定安全系数。
同时对坝基面的应力进行计算，以论证是否满足规定的正常使用极限状态与承载能力极限状态要求。
2.计算基本依据1. 建筑体型结构尺寸见附图1；2. 主要地质参数见资料单；3. 材料容重： 浆砌块石：取3/0.23m kN s =γ；水：取3/8.9m kN w =γ； 土的饱和溶重3/12m kN =γ3.计算方法及计算公式 1. 基本假定 1） 坝体为均质、连续、各向同性的弹性材料； 2） 取单宽1米计算，不考虑坝体之间的内部应力。
3）本工程规模小，只计算坝体的抗滑稳定，不对坝体剖面进行浅层与深层抗滑稳定分析以及坝基面应力分析。
2. 地基应力计算按偏心受压公式计算应力：σmax =WM AG ∑∑+σmin =WMAG ∑∑-式中 ∑G —坝体本身的重力，kN ；A ——坝基的受力面积，m 2;∑M —坝体各部分的重力对形心的弯距,kN.M;W —作用在计算截面的抗弯截面系数；3.抗滑稳定坝受到铅直力和水平力的共同作用下，要求沿坝基底面的抗滑力必须大于作用在坝结构水平向的滑动力，并有一定的安全系数。
计算公式为：K C =∑∑Hf G *式中K c —结构的抗滑稳定安全系数；∑G —坝的基底总铅直力，kN ； ∑H —坝的水平方向总作用力，kN ； f —坝基底的摩擦系数。
4.计算结果总表5.结论经由计算可知，该方案，结构能够满足浆砌石坝在不同运用时期的地基应力和抗滑稳定要求，不会发生地基沉陷和滑动变形，并满足经济适用的原则。
6.主要参考书目a）《浆砌石坝设计规范（SL25-91》；b）《水工建筑物荷载设计规范（DL5077—1997）》；c）天津大学祁庆和《水工建筑物（上册）》（水利电力出版社—1992）溢流坝的稳定计算1基本资料由于坝体受力为平面结构，取单位宽度坝体进行计算。
坝体稳定计算书
1坝顶高程及护坡计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平均年最大风速的1.5倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s计算。
主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采用公式法进行计算。
1.1坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，坝顶在水库静水位的超高应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e ——最大风壅水面高度（m）；A——安全超高（m），对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m，校核工况时A=0.4m；1.2加固前坝顶超高的计算1.2.1计算参数各大坝计算采用的参数见表1.2.1.1～2。
表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶高程复核各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.39m，小于现状防浪墙顶高程17.41~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的要求。
表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.125m，西营副坝现状坝顶高程16.9~17.75m，无防浪墙，现有坝顶高程不完全满足现行规范要求。
溢洪道坝体稳定计算书
1 洪水调节1．1建筑物等级本枢纽等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。
1.2 调洪步骤（1）溢洪道型式及堰顶高程的选择：由于本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用，故决定采用无闸门控制的溢洪道。
溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；本枢纽的正常高水位为345.0m，故溢洪道堰顶高程取345.0m。
（2）溢洪道宽度的选择：根据坝址地质条件，确定大致的泄洪单宽流量q为80 m3/（s·m）（一般为60～120 m3/（s·m））。
溢流坝段下泄流量Q溢：Q溢=Qs-αQ式中：Qs—最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，m3/s；α—安全系数，正常运用情况，取0.75～0.9，非常情况取1.0；Q—其他建筑物下泄的流量，m3/s。
本枢纽水库下游防洪标准，安全泄量为3500 m3/s，按百年一遇，取允许最大设计流量Q溢为3200m3/s。
根据Q溢与单宽流量q，初拟溢流堰净宽B= Q溢/q=3200/80=40m，在该工程中取B=40m。
1.3 调洪演算1.3.1计算公式溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即：q溢=M1BH3/2式中：q溢—溢洪道的下泄流量，m3/s；H—溢洪道堰上水头，m； M1—流量系数；M1=mεζ（2g）1/2式中：m—溢流系数，一般取0.465～0.485；ε—侧向收缩系数，初步设计中可取ε=0.90～0.95；ζ—淹没系数。
=0.4B（2g）1/2H3/2。
在本枢纽中，取μ= mεζ=0.40，则q溢水库q=f（V）关系曲线计算表如表1-1：表1-1 水库q=f（V）关系曲线计算表水库的q=f（V）关系曲线见图1-1：图1-1：水库的q=f（V）关系曲线计算洪水来量，见表1-2：表1-2 洪水来量计算表洪水来量过程曲线如图1-2：图1-2 洪峰过程线1.3.2计算步骤如下：（1）引用水库的设计洪水过程线。
（2）根据已知水库q=f（V）关系曲线计算表做z-q , z-v ,辅助曲线，求出下泄流量与库容的关系曲线q-v图1-3 z-q关系曲线图1-4 z-v关系曲线图1-5 q-v关系曲线（3）根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。
坝体稳定性计算
坝体稳定计算一、水库水位正常蓄水位设计洪水位校核洪水位400400.5401.2二、下泄流量工况下泄流量相应下游水位P=322P=下泄流量相应下游水位三、库容总库容考虑开挖后建基面高程1.083E+09312四、地质C′f f′抗剪断凝聚力抗剪摩擦系数抗剪断摩擦系数(MP)0.40.50.85六、荷载计算（取1m坝长进行计算）1.自重w1=7873KN↓w2=13104KN↓w3=111440KN↓2.水压力PH138988KN→PH2490KN←Pv1794KN↓(水重度按9.8计算）Pv23215KN↓Pv3343KN↓3.泥沙压力PskH1296KN→PskV130KN↓4.浪压力暂不计算5.扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。
渗透压力是由上下游水位差H产生的渗流在坝内或坝基浮托力是由下游淹没计算截面而产生向上的水压力。
u16938KN↑u22911KN↑u37736KN↑u43095KN↑k=f(∑W-U)/∑P k= 1.46k′=(f′(∑W-U)+c′A)/∑P k′= 2.48坝体应力要求（1）运行期，坝体上游面最小应力要考虑两种控制标准：1.计入扬压力时要求应力大于零2.不计入扬压力时要求应力大于0.25rh坝体下游最大主应力不得大于混凝土容许应力。
（2）施工期，坝体主应力不得大于混凝土容许压应力，在坝的下游可以有不大于0应力分析：u=1352.8kp小于一般岩石极限抗压强度值30～40MPu=2209.7kp c20混凝土抗压强度指标19.5MPa50年泥沙淤积高程淤沙容重内摩擦角扬压力折减系数3308KN/m300.30.55-0.51产生的渗流在坝内或坝基面上形成的水压力；逆时针方向为正建基面宽70.8可以有不大于0.2MP的拉应力。
重力坝稳定计算
坝顶高程b 989.00m 坝底高程984.00m 设计洪水位988.70m 设计洪水位986.00m 正常高水位987.70正常高水位986.00m 校核洪水位988.70校核洪水位986.00坝顶宽度1.00m 坝底宽度 5.00m 淤沙高程985.00m 上游边坡高程yn 989.00m 河床基岩高程984.00下游边坡高程ym 989.00m 砌体容重23.00kN/m3排水孔距上游面 5.00m 水容重10.00kN/m3内摩擦角φ18帷幕距上游面5.00m 摩擦系数f 0.5上游边坡1∶n0.00下游边坡1∶m 1.25垂直力（kN）水平力（kN）对坝底中点力臂（m）↓↑→←W 1115W 2359.375W 30P 1110.45P 220Q 1-3Q 20Q 325P 1P 2P n1 1.7155581P n20小计496.375u 1100u 20u 340.5u 447.25小计p c 496.375187.75112.1655620地震贯性p 01地震动水压力p 02荷载验算荷载组合荷载扬压力基本资料上游水位相应的下游水位泥沙压力浪压力自重水压力水重∑W＝308.625∑P＝92.16555815∑M＝-581.639814抗滑稳定系数K＝ 1.67429681<1.05s＝-77.86855535上游边缘正应力σyx＝201.3185553下游边缘正应力σys-77.86855535强度验算σs＝σy971.6975.8对坝底中点力臂（m）↙+↘-2230-1.66667-598.958331.83333301.566667173.0383330.66666713.3333332-62.16666701.66666741.66666670.3333330.571852722.4333330237.33333-383.681480002.50000.83333339.375237.33333-344.30648↘-581.639814力矩（kN.m）为须修改的数据在进行重力坝设计中，必须以设计洪水位为假设中的三角形的顶点。
坝的稳定计算2
基本数据堰顶高程(m)165.700167.436168.634168.448坝基高程(m)162.000坝底宽(m) 4.964淤沙高程(m)163.724 1.000坝顶宽(m)0.887 2.000坝体容重(kN/m 3)24.0007.000扬压力折减系数10.50020.000扬压力折减系数20.3000.550挑坎顶高程(m)163.6060.600库面吹程(km)0.9800.000上游起坡高程(m)165.500K 下游起坡高程(m)164.811n上游坝坡m10.300c（m)0.200长半轴系数下游坝坡m 1.000Hd(m)1.500短半轴系数反弧半径(m)1.000挑射角(度)0.0000.000抗滑稳定安全系数f 4.9953.204 3.1803.515抗滑稳定安全系数f 1 5.449 3.495 3.470地震工况上游边缘应力(kPa)395.581369.345341.944374.640抗剪摩擦系数抗剪断摩擦系数黏聚力(kN/m 2)帷幕至坝踵的距离(m)排水至坝踵的距离(m)泥沙浮容重(kN/m 3)泥沙内摩擦角(度)2.0001.8500.3000.169力臂L5.350 1.2404.2470.5572.996 2.0082.964 2.0081.394 1.1320.7270.3030.6770.3030.2630.525坝坡/3/（常水位-起坡高程+常水位*坝907.729119.279 -77.564-8.424Hd 1.500 Array程)+上游常水位-坝基高程)*（上游起坡高程-坝基高程）*上游（常水位-起坡高程+常水位*坝基高程））。
坝体稳定计算
初期坝的稳定计算考虑到初期坝的筑坝材料为堆石，为无粘性土材料，按照《碾压式土石坝设计规范》的规定，采用折线法计算初期坝坝坡的稳定安全系数。
由于初期坝的透水性强、浸润线的位置较低，且下游坝坡对坝体的稳定性起关键作用，故不计算坝体上游坡的稳定情况。
1） 计算工况按照相关设计《规范》的规定，计算工况应包括正常工况、洪水工况和特殊工况三种。
小河金矿尾矿库工程所在区域的地震设防烈度为6度，根据《抗震设计规范》的规定，可以不计算地震工况。
因初期坝的透水性很强，稳定计算中可以不考虑浸润线对下游坝坡的影响，因此设计只计算正常工况下的坝坡稳定性。
2） 计算参数参考其他工程的经验和业主提供的数据，初期坝的计算参数选取工程中最常用的总应力法计算参数，如表5-1所示。
表5-1 坝体稳定计算参数表3） 稳定计算：初期堆石坝材料的粘聚力为零，按照《碾压式土石坝设计规范》的规定，采用折线法进行初期坝坝坡的稳定计算，计算公式如下：ii i i2i i a n cos sin cos tg K θθθϕ∑∑==G G E E式中：En —抗滑力在水平方向投影的总合； Ea —滑动力在水平方向投影的总和；ϕ--各滑块的摩擦角；iGi—各滑块的重量；θ--各滑块滑动面的倾角。
i------------------------------------------------------------------------ 计算项目：小河初期堆石坝稳定------------------------------------------------------------------------ [计算简图][控制参数]:采用规范: 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)计算工期: 稳定渗流期计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 折线形滑面不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 5坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 34.000 17.000 02 2.000 0.000 03 30.000 15.000 04 4.000 0.000 05 52.000 -26.000 0[土层信息]坡面节点数 6编号 X(m) Y(m)0 0.000 0.000-1 34.000 17.000-2 36.000 17.000-3 66.000 32.000-4 70.000 32.000-5 122.000 6.000附加节点数 6编号 X(m) Y(m)1 -10.000 0.0002 -10.000 -3.0003 130.000 8.0004 130.000 -6.0005 64.000 -1.2506 64.000 -0.750不同土性区域数 2区号重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板? 强度增十字板羲? 强度增长系全孔压节点编号(kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数下值(kPa) 数水下值系数1 21.000 22.000 0.000 38.000 0.000 34.000 --- --- --- --- --- (0,-5,-4,-3,-2,-1,)2 22.000 23.000 0.000 38.000 0.000 38.000 --- --- --- --- --- (0,1,2,4,3,-5,)[计算条件]稳定计算目标: 自动搜索最危险滑面稳定分析方法: 简化Janbu法土条宽度(m): 1.000非线性方程求解容许误差: 0.00001方程求解允许的最大迭代次数: 50搜索有效滑面数: 100起始段夹角上限(度): 5起始段夹角下限(度): 45段长最小值(m): 10.667段长最大值(m): 21.333出口点起始x坐标(m): -32.000出口点结束x坐标(m): 66.000入口点起始x坐标(m): 0.000入口点结束x坐标(m): 122.000------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------ 滑动安全系数 = 1.563最危险滑裂面线段标号起始坐标(m,m) 终止坐标(m,m)1 (36.036,17.018) (53.827,25.751)2 (53.827,25.751) (66.001,32.000)经过试算，正常工况下初期坝坝坡的最小抗滑稳定安全系数为1.563，大于《规范》规定的最小安全系数值[1.15].尾矿库坝体渗流稳定性分析各土层参数确定依据工勘提供的各土层参数，并结合选厂尾砂性能参数，本次新建尾矿库渗流稳定性分析选取参数如下：尾矿坝渗流分析（1）正常运行浸润线计算结果采用AutoBANK综合以上工况进行二维有限元模拟，坝体终高（+712m）正常水位按709m考虑。
堤防整体稳定计算书-个人例子分享
堤防整体稳定计算书-个人例子分享1.1 堤防整体稳定计算（1）计算方法根据《堤防工程设计规范》GB50286-2013进行抗滑稳定计算。
计算软件采用河海大学开发的AUTOBANK7.0水工结构分析系统。
计算方法为简化毕肖普法，计算公式如下：[]{}∑∑+±'+'+'-±=]/sin )[()/tan tan 1/(sec tan sec sec )(R M a V W K a a b c a ub a V W K C式中：K ——土坡稳定安全系数W ——土条重。
V ——垂直地震惯性力（V 向上为负，向下为正） u ——作用于土条底面的孔隙压力（KN/m 2）α——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角（°）b ——土条的宽度''、c ——土条底面的有效凝聚力（KN/m 2）和有效内摩擦角（°）Mc ——水平地震惯性力对圆心的力矩（KN ?m ）R ——圆弧半径（m ）（2）计算工况水位组合根据《堤防工程设计规范》，并结合工程情况和水文条件，本工程按施工期、正常运行期、水位骤降期三种工况进行整体稳定分析计算。
施工期工况临水坡水位一般为常水位，堤后一般采用地下水位；正常运行期临水侧取设计洪水位，背水侧取地表高程；水位降落期工况临水侧取骤降36h 的水位，背水侧取地表水位。
（3）计算断面选取某河道堤岸结构型式主要分拓浚式斜坡式复合、回填河道直斜复合式断面两种。
本次堤防稳定计算选取各典型断面进行整体稳定分析。
根据本阶段地质提供的资料，选取8个典型断面和最不利断面进行计算。
（4）各土层物理力学指标a.地质指标取用分析根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），在计算正常运行期、水位骤降期工况的安全系数时，采用建议值的固结快剪指标。
施工期采用总应力法，对应使用快剪指标。
在计算中，根据地质提供的快剪建议值计算，对于由Ⅲ3层淤泥和Ⅲ1层淤泥质粉质粘土控制的土层堤防设计断面安全系数很难达到1.0以上，由于本工程为拓浚河道，堤顶增加土体荷载较小，相对对地面以下土体扰动很小，原有土体大多仍保持原有饱和固结状态，施工期若采用快剪建议值指标，很多断面的安全系数都在0.7、0.8左右，需在设计断面基础上再退堤20m 甚至更远增加综合坡比，或采用地基处理措施，安全系数才能达到1.0以上，这会使工程的投资增大很多以及对征地等政策处理造成困难，计算采用快剪指标是不合适的。
坝体稳定计算书
1坝顶高程及护坡计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平均年最大风速的1.5倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s计算。
主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采用公式法进行计算。
1.1坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，坝顶在水库静水位的超高应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e ——最大风壅水面高度（m）；A——安全超高（m），对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m，校核工况时A=0.4m；1.2加固前坝顶超高的计算1.2.1计算参数各大坝计算采用的参数见表1.2.1.1～2。
表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶高程复核各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.39m，小于现状防浪墙顶高程17.41~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的要求。
表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.125m，西营副坝现状坝顶高程16.9~17.75m，无防浪墙，现有坝顶高程不完全满足现行规范要求。
重力坝稳定及应力计算书
5.1重力坝剖面设计及原则5.1.1剖面尺寸的确定重力坝坝顶高程1152.00m，坝高H=40.00m。
为了适应运用和施工的需要，坝顶必须要有一定的宽度。
一般地，坝顶宽度取坝高的8%～10%，且不小于2m。
若有交通要求或有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。
综合考虑以上因素，坝顶宽度m。
B10考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率n=0～0.2，下游边坡坡率m=0～0.8。
故上游边坡坡率初步拟定为0.2，下游边坡坡率初步拟定为0.8。
上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定，一般折坡点在坝高的1/3～2/3附近，故初拟上游折坡点高程为1138.20m。
下游折坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处），故初拟下游折坡点高程为1148.50m。
5.1.2剖面设计原则重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。
非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。
遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。
重复以上过程直至得到一个经济的剖面。
5.2重力坝挡水坝段荷载计算5.2.1基本原理与荷载组合重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、冰压力、地震荷载等。
本次设计取单位长度的坝段进行计算。
相关荷载组合见表4.5。
表4.5 荷载组合表 组合情况相关工况 自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力冰压力地震荷载动水压力土压力基本组合正常水位√√√√√√设计水位 √√√√√√冰冻 √√√√√√特殊组合校核水位 √√√√√√地震情况 √√√√√√√5.2.2坝体自重计算5.3.2.1坝体自重计算公式坝体自重W （KN ）的计算公式：V w c ⨯=γ（4.5）式中：V -坝体体积(m 3)，以单位长度的坝段为单位，通常把其断面分成若干个简单的几何图形分别计算；c γ-坝体砌石的重度，一般取23kN/m 3。
重力坝稳定及应力计算
坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料坝顶高程：1107.0 m校核洪水位（P = 0.5 %）上游：1105.67 m下游：1095.18 m 正常蓄水位上游：1105.5 m下游：1094.89 m死水位：1100.0 m混凝土容重：24 KN/m3坝前淤沙高程：1098.3 m泥沙浮容重：5 KN/m3混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.5c `= 0.2 Mpa坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa坝基垫层混凝土：C15坝体混凝土：C1050年一遇最大风速：v 0 = 19.44 m/s多年平均最大风速为：v 0 `= 12.9 m/s吹程D = 1000 m（二）、坝体断面1、非溢流坝段标准剖面(1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算）A 、正常蓄水位情况（上游水位1105.5m ，下游水位1094.89m ） ① 竖向力（自重）W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×10.75×8.6 /2 = 1109.4 KNW 3 = 9.81×（1094.5-1090）2×0.8 /2 = 79.46 KN ∑W = 3228.86 KNW 1作用点至O 点的力臂为： (13.6-5) /2 = 4.3 m W 2作用点至O 点的力臂为：m 067.16.83226.13=⨯- W 3作用点至O 点的力臂为：m 6.58.0)10905.1094(3126.13=⨯-⨯-竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OW1 = 2040×4.3 = 8772 KN·mM OW2 = －1109.4×1.067 = －1183.7 KN·mM OW3 = －79.46×5.6 = －445 KN·m∑M OW = 7143.3 KN·m②静水压力（水平力）P1 = γH12 /2 = 9.81×(1105.5－1090)2 /2= －1178.4 KNP2 =γH22 /2 =9.81×(1094.89-1090)2 /2 = 117.3KN∑P = －1061.1 KNP1作用点至O点的力臂为：(1105.5－1090)/3 = 5.167mP2作用点至O点的力臂为：(1094.89－1090)/3 = 1.63m静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OP1 = 1178.4×5.167 = －6089 KN·mM OP2 = 117.3×1.63 = 191.2 KN·m∑M OP = －5897.8 KN·m③扬压力扬压力示意图请见下页附图：H1 = 1105.5－1090 = 15.5 mH2 = 1094.89－1090 = 4.89 m(H1 －H1) = 15.5－4.89 = 10.61 m计算扬压力如下：U1 = 9.81×13.6×4.89 = 652.4 KNU2 = 9.81 ×13.6×10.61 /2 = 707.8 KN∑U = 1360.2 KNU1作用点至O点的力臂为：0 mU2作用点至O点的力臂为：13.6 / 2－13.6 / 3 = 2.267m 竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OU1 = 0 KN·mM OU2 = －707.8×2.267 = －1604.6 KN·m∑M OU = －1604.6 KN·m④浪压力（直墙式）浪压力计算简图如下：由确定坝顶超高计算时已知如下数据：单位：m使波浪破碎的临界水深计算如下：%1%122ln 4h L h L L H m m m cr πππ-+=将数据代入上式中得到： 013.183.02644.783.02644.7ln 4644.7=-+=πππcr H 由判定条件可知，本计算符合⑴H ≥H cr 和H ≥L m /2，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：)(41%1Z m W Wkh h L P +=γ 式中：γw ──水的重度 = 9.81 KN/m 3其余计算参数已有计算结果。
坝的稳定计算
基本数据堰顶高程(m)165.700167.436168.634168.448坝基高程(m)162.000坝底宽(m) 4.964淤沙高程(m)163.724 1.000坝顶宽(m)0.887 2.000坝体容重(kN/m 3)24.0007.000扬压力折减系数10.50020.000扬压力折减系数20.3000.550挑坎顶高程(m)163.6060.600库面吹程(km)0.9800.000上游起坡高程(m)165.500K 下游起坡高程(m)164.811n上游坝坡m10.300c（m)0.200长半轴系数下游坝坡m 1.000Hd(m)1.500短半轴系数反弧半径(m)1.000挑射角(度)0.0000.000抗滑稳定安全系数f 4.9953.204 3.1803.515抗滑稳定安全系数f 1 5.449 3.495 3.470地震工况上游边缘应力(kPa)395.581369.345341.944374.640抗剪摩擦系数抗剪断摩擦系数黏聚力(kN/m 2)帷幕至坝踵的距离(m)排水至坝踵的距离(m)泥沙浮容重(kN/m 3)泥沙内摩擦角(度)2.0001.8500.3000.169力臂L5.350 1.2404.2470.5572.996 2.0082.964 2.0081.394 1.1320.7270.3030.6770.3030.2630.525坝坡/3/（常水位-起坡高程+常水位*坝907.729119.279 -77.564-8.424Hd 1.500 Array程)+上游常水位-坝基高程)*（上游起坡高程-坝基高程）*上游（常水位-起坡高程+常水位*坝基高程））。
坝体稳定计算书
1 洪水调节1．1 建筑物等级本枢纽等别为U等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。
1.2 调洪步骤(1)溢洪道型式及堰顶高程的选择：由于本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用，故决定采用无闸门控制的溢洪道。
溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；本枢纽的正常高水位为345.0m,故溢洪道堰顶高程取345.0m。
(2)溢洪道宽度的选择：根据坝址地质条件，确定大致的泄洪单宽流量q 为80 m3/ (s • m)(一般为60〜120 m3/ (s • m))。
溢流坝段下泄流量Q溢：Q 溢=Q- a Q式中：Q—最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，m/s ；a —安全系数，正常运用情况，取0.75〜0.9，非常情况取1.0；Q—其他建筑物下泄的流量，m/s。
本枢纽水库下游防洪标准，安全泄量为3500 m3/s ，按百年一遇，取允许最大设计流量Q溢为3200ri T/s o根据Q溢与单宽流量q,初拟溢流堰净宽B=Q溢/q=3200/80=40m,在该工程中取B=40m。
1.3 调洪演算1.3.1 计算公式溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即：q 溢=MBH/2式中：q溢一溢洪道的下泄流量，m/s ；H—溢洪道堰上水头，m M i—流量系数；1/2M=m£(T (2g)式中：m-溢流系数，一般取0.465〜0.485 ;& —侧向收缩系数，初步设计中可取 & =0.90〜0.95 ;CT —淹没系数。
在本枢纽中，取 卩=m £ C =0.40，贝U q 溢=0.4B (2g ) "2『2 水库q=f (V )关系曲线计算表如表1-1 :水库的()关系曲线见图:图1-1 : 水库的q=f ( V )关系曲线计算洪水来量，见表1-2 :表1-2洪水来量计算表时段（天）流量（%设计洪量Q （ml/s ）校核洪量Q（nVs ）0 10 405 700 1 89 3605 6230 1.06100 4050 7000 2 57 2309 3990 3 32.5 1316 2275 4 19 770 1330 512486840洪水来量过程曲线如图1-2 :图1-2洪峰过程线洪峰过程线■I■I■III1.5 22.5 33.5 44.5 5时间（天）1.3.2计算步骤如下：（1） 引用水库的设计洪水过程线。
坝体稳定性计算
坝体稳定计算一、水库水位正常蓄水位设计洪水位校核洪水位400400.5401.2二、下泄流量工况下泄流量相应下游水位P=322P=下泄流量相应下游水位三、库容总库容考虑开挖后建基面高程1.083E+09312四、地质C′f f′抗剪断凝聚力抗剪摩擦系数抗剪断摩擦系数(MP)0.40.50.85六、荷载计算（取1m坝长进行计算）1.自重w1=7873KN↓w2=13104KN↓w3=111440KN↓2.水压力PH138988KN→PH2490KN←Pv1794KN↓(水重度按9.8计算）Pv23215KN↓Pv3343KN↓3.泥沙压力PskH1296KN→PskV130KN↓4.浪压力暂不计算5.扬压力扬压力包括渗透压力和浮托力两部分。
渗透压力是由上下游水位差H产生的渗流在坝内或坝基浮托力是由下游淹没计算截面而产生向上的水压力。
u16938KN↑u22911KN↑u37736KN↑u43095KN↑k=f(∑W-U)/∑P k= 1.46k′=(f′(∑W-U)+c′A)/∑P k′= 2.48坝体应力要求（1）运行期，坝体上游面最小应力要考虑两种控制标准：1.计入扬压力时要求应力大于零2.不计入扬压力时要求应力大于0.25rh坝体下游最大主应力不得大于混凝土容许应力。
（2）施工期，坝体主应力不得大于混凝土容许压应力，在坝的下游可以有不大于0应力分析：u=1352.8kp小于一般岩石极限抗压强度值30～40MPu=2209.7kp c20混凝土抗压强度指标19.5MPa50年泥沙淤积高程淤沙容重内摩擦角扬压力折减系数3308KN/m300.30.55-0.51产生的渗流在坝内或坝基面上形成的水压力；逆时针方向为正建基面宽70.8可以有不大于0.2MP的拉应力。
坝体稳定计算书
1坝顶高程及护坡计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平均年最大风速的倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s计算。
主坝风区长度为886m，西营副坝风区长度为200m，马尾副坝风区长度为330m 采用公式法进行计算。
坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001，坝顶在水库静水位的超高应按下式计算：y=R+e+A式中：R——最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e ——最大风壅水面高度（m）；A——安全超高（m），对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m，校核工况时A=0.4m；加固前坝顶超高的计算1.2.1计算参数各大坝计算采用的参数见表1.2.1.1～2。
表1.2.1.1 主坝加固前波浪护坡计算参数表表1.2.1.2 西营副坝加固前波浪护坡计算参数表1.2.2加固前坝顶高程复核各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1～2表1.2.2.1 主坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.39m，小于现状防浪墙顶高程~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的要求。
表1.2.2.2 西营副坝加固前坝顶高程计算成果表从表1.2.2.2可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝顶高程取17.125m，西营副坝现状坝顶高程~17.75m，无防浪墙，现有坝顶高程不完全满足现行规范要求。
马尾副坝，实际上是一个浆砌石防洪墙，墙后有约~3.0m宽的土坝，浆砌石防洪墙顶高程为16.50m，小于校核洪水位，所以现有坝顶高程不满足现行规范要求。
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1 坝顶高程及护坡计算
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）,坝顶高程等于水库静
水位与坝顶超高之和，应分别按以下运用条件计算，取其最大值：①正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；②设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；③校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。
考虑坝前水深、风区长度、坝坡等因素的不同，分别计算安全加固前后主坝及一、二、三副坝的坝顶高程。
计算波浪要素所用的设计风速的取值：正常运用条件下，采用多年平
均年最大风速的倍；对于非常运用条件下，采用多年平均年最大风速。
根据水库所处的地理位置，多年平均年最大风速值采用15.2m/s 计算。
主坝风区长度为886m西营副坝风区长度为200m马尾副坝风区长度为330m
采用公式法进行计算。
坝顶超高计算
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274— 2001，坝顶在水库静水位的超
高应按下式计算：
y=R+e+A 式中：R――最大波浪在坝坡上的爬高（m；
e —最大风壅水面高度（m ；
A安全超高（m,对于3级土石坝，设计工况时A=0.7m,校
核工况时A=0.4m；
加固前坝顶超高的计算
1.2.1计算参数
各大坝计算采用的参数见表121.1 —2。
表 121.1
主坝加固前波浪护坡计算参数表
1.2.2加固前坝顶高程复核
各坝坝顶高程计算成果见表1.2.2.1〜2
从表1.2.2.1可以看出，校核工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高
程取17.39m,小于现状防浪墙顶高程~17.63m ，现坝顶高程满足现行规范的
西营副坝加固前波浪护坡计算参数表
主坝加固前坝顶高程计算成果表
表 121.2
要求。
从表1.2.2.2 可以看出，校核工况下西营副坝坝顶高程最大，所以坝
顶高程取17.125m,西营副坝现状坝顶高程~17.75m,无防浪墙，现有坝顶高 程不完全满
足现行规范要求。
马尾副坝，实际上是一个浆砌石防洪墙，墙后有约 ~3.0m 宽的土坝，浆
砌石防洪墙顶高程为16.50 m ，小于校核洪水位，所以现有坝顶高程不满足现 行规范要求。
加固后波浪护坡的计算
1.3.1计算参数
各大坝上游护坡加固后计算参数见表
1.3.1.1 ~ 3。
西营副坝加固前坝顶高程计算成果表
表 122.2
表
主坝加固后波浪护坡计算参数表
1.3.2加固后坝顶高程复核
各坝坝顶高程计算成果见表1.3.2.1〜3
从表1.3.2.1可以看出，设计工况下主坝坝顶高程最大，所以坝顶高
马尾副坝加固前波浪护坡计算参数表
主坝加固后坝顶高程计算成果表
表 121.3
表 1.3.2.1
程取17.70m,小于加固后防浪墙顶高程17.80m,满足现行规范的要求。
高程取17.121m ，小于加固后坝顶高程17.20m,满足现行规范的要求。
表1.3.2.3
马尾副坝加固后坝顶高程计算成果表
从表1.3.2.3 可以看出，校核工况下二副坝坝顶高程最大，所以坝顶
高程取17.226m ,小于加固后坝顶高程17.30m,满足现行规范的要求。
1.3.3护坡计算
西坑水库各大坝均采用砼护坡加固，面板厚度 t 按下式计算:
7m 2
1
w
m
式中n ――系数，对整体式大块面板取，对装配式护面板取; h p ――累积频率为1%勺波高，m b ――沿坝坡向板长，m
西营副坝加固后坝顶高程计算成果表
表 1.322
从表1.3.2.2 可以看出，校核工况下一副坝坝顶高程最大，所以坝顶
t 0.07 h p 详
p c -- 板的密度，t/m 3
,
L m 平均波长。
根据新疆水利水电程序集中《波浪护坡计算程序 —5》的计算结果，各 坝砼护坡面
板厚度见下表:
2.坝坡渗流及稳定分析
计算原理和方法
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274— 2001)，坝体抗滑稳定复核采用 简化毕肖普法。
稳定渗流期应用有效应力法计算，施工期和库水位降落期应 同时用有效应力法和总应力法，以较小的安全系数为准。
简化毕肖普法计算公式为：
W V sec ubsec tg / c /bsec 1/1 tan tan /
/ K
W V sin M c /R
式中：W-―土条重量;
V――垂直地震惯性力(向上为负，向下为正) u ――作用于土条底面的孔
隙压力；
条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角; b ――土条宽度;
土条底面的有效应力抗剪强度指标;
Mc ——水平地震惯性力对圆心的力矩; R --- 圆弧半径。
静力计算时，地震惯性力应等于零。
若采用总应法，孔隙压力
u=0,其 相应
的抗剪强度指标采用总应力强度指标。
坝体土条条块重量及孔隙压力的
砼护坡厚度计算成果表 表 133.1
单位：m
计算等均应按《碾压式土石坝设计规范》(SL274— 2001)附录执行。
计算工况
本次坝坡渗流及稳定分析，按以下七种工况考虑：
⑴上游为正常蓄水位13.50m和相应下游水位的上、下游坝坡；
⑵上游为设计洪水位15.23m和相应下游水位的上、下游坝坡；
⑶上游为校核洪水位16.17m和相应下游水位的上、下游坝坡；
⑷施工期完建期的上、下游坝坡。
⑸库水位从正常蓄水位13.50m降至死水位时的上游坝坡;
⑹库水位从校核洪水位16.17m降至正常蓄水位13.50m时的上游坝坡;
⑺上游为正常蓄水位13.50m遇地震时的上、下游坝坡。
其中⑴⑵两种工况属于正常运用条件，⑶⑷⑸⑹四种工况属于非常运用条件I ，⑺工况属于非常运用条件II 。
计算断面选择和计算参数选取
本次设计根据坝体高度、长度、地质条件的不同，主坝选择了两个计算断面，两个副坝各选择了一个计算断面，总 4 个断面进行渗流和抗滑稳定计算复核。
各土层地质参取均采用地质报告成果，详见表 2.4.2.1
计算结果及分析
2.4.1渗流计算
渗流计算采用河海大学工程力学研究所编写的“水工结构有限元分析系统
Autobank (网络版) ”进行，计算方法采用有限元法。
主坝渗流出逸坡降、渗流量计算成果见表：
表
注：表中渗流量单位为10-5
m/。
主坝渗流出口均落在反滤体上游面。
马尾副坝在正常水位（）时，水位低于坝基高程（），不存在渗流安全问 题；在设计水位（）和校核水位（）时，计算成果见下表:
加固后马尾坝渗流计算成果表
注：表中渗流量单位为10-5
m/。
表 2.4.1.2
西营副坝坝体很长，坝基高程为，不会发生渗流安全问题。
根据坝体颗分结果，该坝填土属重壤土，依据《水工设计手册 4 土石坝》4-65 页，土石坝第六节坝体防渗结构，对于良好压实的壤土，允许渗透比降为4~6。
因此，出逸点渗透破坏判断标准为：排水棱体以下出逸比降不大于 4 ，排水棱体以上坝坡及下游坝基表面的出逸比降不大于地质报告提供的容许值，则不会发生渗透破坏。
从计算结果来看加固后出逸比降、渗漏量，均在正常范围，加固方案可性。
2.4.2坝坡稳定计算
稳定分析计算采用水利部黄委设计院和河海大学工程力学研究所联合研制的“土石坝稳定分析系统HH-Slope （网络版）”软件进行，用有效单元法计算。
加固后坝坡稳定计算结果见表 2.4.2.2 。
依据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，采用简化毕肖普法计算，3 级土坝正常运用条件下抗滑稳定安全系数不得小于，非常运用条件I抗滑稳定安全系数不得小于，非常运用条件n （地震工况）不小于。
表242.1 稳定及渗流计算地质参数选取表
表 242.2
加固后各坝稳定成果表
从计算结果可以看出， 加固后各坝抗滑稳定安全系数均满足规范要求。
计算工况
正常蓄水位
设计洪水位
校核洪水位
施工完建期
正常蓄水位降 校核洪水位降 正常蓄水 坝别 主坝（0+125）
上游坡 下游坡
13.50m 15.29m
到死水位6.0m
到正常蓄水位 遇地震
/ /
主坝（0+175）
上游坡 下游坡
/ /
上游坡 /
/
/ /
马尾副坝
下游坡 /
/ / /
上游坡 / / /
/ / / 西营副坝
下游坡
/
/
/
/
/
/
表242.2 加固后各坝稳定成果表从计算结果可以看出，加固后各坝抗滑稳定安全系数均满足规范要求。