五、浪压力水面在风作用下,形成波浪而产生压力,称浪压力。 1.波浪 ...

对水闸、重力坝等上游面垂直的情况下，水深y处的 地震动水压力代表值应按下式计算：
pw (h) h (h) H o

地震动水压力总值为：合力在水面下0.54H处
Fo 0.65 h H
2 o
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地震动水压力分布系数
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建筑物底部浪压力剩余强度：
1 (h1% hz )( w H Plf ) HPlf 2


1 PWK po (1.5 0.5 )h1% (0.7 ) H 水面处的浪压力强度 p0 ： 2
底坡影响系数Ki，按表2-5采用。
po ki w h1%
1/50 1.36 1/60 1.33

对计算风速，指水面以上10m高处10min多年最大平均风速， 当测点在水面上Zm处，应乘以高度修正系数KZ（见表2-4）
风速高度修正系数
表2-4
高度（m ）
2 1.25
5 1.10
10 1.0
15 0.96
20 0.90
修正系数

水库为正常和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均 最大风速或采用重现期为50年一遇的年最大风速的1.5— 2.0倍； 校核洪水位时，宜采用相应洪水期最大风速的多年平均值。
1
1
gD 2 v 式中：当 o =250-1000时 ，为频率10%波高h10% 。
=20-250时 ，为频率5%的波高h5% 。
波浪受风速等影响，波浪参数并非定值。不同波高所对应的超值 累积频率为P%的数值不同。在I、II、III级建筑物的设计中， 宜用合适的超值累积频率为P%的波高hp计算波浪压力。累积 频率波高hp与平均波高hm的关系可按表2-3进行换算。
地震动水压力 分布系数，应 按表2-10的规 定 并见右图
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（3）地震动土压力

当重力坝或水闸一侧有填土时，则应考虑地震引起 的土体对结构产生的动态压力，即地震动土压力。

地震主动动土压力代表值可按式（2-35）计算，并取其“+”、 “－”号计算结果中的大值。
cos 1 1 2 FE qo H H (1 v / g )Ce 1 2 ) 2 cos(
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地震作用力计算
（1）地震惯性力

地震时，各种水工建筑物随地壳而加速运动，由 于其自重而产生地震惯性力。地震惯力的方向是 任意的，和地震加速度的方向相反。其可分为水 平和竖向地震惯性力。 1）水平地震惯性力
采用拟静力法计算地震作用效应时，沿建筑物高度作用 于质点i的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：
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3.波浪压力计算
求出hm、hp、Lm等，并根据坝闸前水深，计算作用在坝闸 上的波浪压力。 1）当水深H ≥Hcr H ≥Lm/2时,浪压力为：

其中：
1 PWK W Lm (h1% hz ) 4 h12% 2H hz cth Lm Lm
Lm Lm 2h1% H cr ln 4 Lm 2h1%

来自百度文库
qVk (0.2 ~ 0.3) R B
qhk (0.05 ~ 0.10) R H
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式中：q 、e—垂直均布山岩压力（KN/m3）；
B—洞室开挖宽度(m)； γR—岩体重度（KN/m3）
SySx——水平均布山岩压力标准值（KN/m2） H—洞室开挖高度(m)。

在什么情况下可考虑弹性抗力？
①围岩厚度大于隧洞开挖直径的3倍。 ②洞周没有不利的滑动面，在内水压力 作用下不致 产生滑动和抬动。 ③衬砌和围岩的空隙，必须回填结实。 ④围岩厚度大于内水压力水头的0.4倍
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弹性抗力的计算： 假定岩石为理想弹性体，按文克尔假定，认为岩石的弹性 抗力P0与衬砌的变位成正比，即： P0 = Kδ 式中： K—弹力抗力系数，K表示能够阻止面积为1cm2的衬砌 变位1cm所需的力，如果P的单位式KN/ cm3，则K的单位KN/cm2。 当开挖半径为100时的弹抗系数k0 且：k=100k0/re δ —围岩受力面的法向位移，cm .
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对土石坝及拱坝，αi值可按表2-8确定。表中值在设 计烈度为7，8，9度时，αm分别取3.0，2.5和2.0。
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水闸各结构物的αi值可的安表2-9确定。
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（2）地震动水压力 地震时，水体随之运动。此时水体对坝迎水面产生 激荡力。
五、浪压力
水面在风作用下，形成波浪而产生压力，称浪压力。
1．波浪要素 平均波高(hm)，平均坡长（Lm），平均波周期（Tm）； 其值大小与水面尺寸、形状、风力、、库区的地形等有关。 当坝（闸）迎水面垂直时，反射作用形成驻波，其波高为2 hm，波长不变。
2006年5月
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2．波浪要素计算
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q r h r 2B fk r
岩石容重。
B
h
q
e1 0.7 h tg 45 2
2 o



B L
h H
垂直压 强
系 数
e2 0.7h H tg 45 2
2 o



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2.围岩的弹性抗力 当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，将受到 围岩的抵抗，这个抵抗力叫弹性抗力。
1 2
Lm——平均波长（m）。 鹤地公式适用于水深较大，计算风速vo＜26.5 m/s，风区长度D＜7.5km的水库。
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3）对内陆峡谷水库，宜按官厅公式计算：
gh gD 0.0076 v ( 2 ) 2 vo vo
式中：当
gD 2 vo
1 12 o
1 3
gLm gD 3.75 2.15 0.331 vo ( 2 ) 2 vo vo
1）对滨海地区、平原水闸等用莆田公式
2 0.45 ghm gH m 0.7 0.0018 ( gD / vo ) 0.13th 0.7( 2 ) th 2 2 0.7 vo v 0 . 13 th 0 . 7 ( gH / v o m o)


当 当
gTm ghm 0.5 13.9( 2 ) vo vo
底坡 系数
1/10 1.89
1/20 1.61
1/30 1.48
1/40 1.41
1/80 1.29
1/100 1.25
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六、地震作用力
1）土石坝和混凝土坝的水平向地震力，只考虑顺水流方向； 两岸陡坡上的重力坝段和砼拱坝尚应计入垂直河流方向； 2）闸墩、进水塔、闸顶机架桥和其它两个主轴方向刚度接近 的水工结构，应考虑结构两个主轴方向的水平向地震作用； 3）当设计烈度为8、9度，1、2级坝等挡水建筑物和长悬臂、 大跨度及高耸的水工砼结构，应同时计入水平向和竖直向 地震作用； 4）严格不对称或空腹等特殊型式的拱坝，以及设计烈度为8、 9度的1、2级双曲拱坝，竖向地震作用宜作专门研究。 对具体建筑物，应包括建筑物自重及其上部永久设备自重 所产生的地震惯性力；地震作用于库内水介质后而产生的 地震动水压力以及地震动土压力。
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如没有建设地基本风压值，其可按下法确定：
（1）根据当地年最大风速资料，按基本风压的定义
（2）当地没有风速资料时，可根据附近地区的基本 风压通过气象和地形条件的对比分析确定。
一般情况可按邻地区的基本风压值乘以调整系数， 对山间盆地闭塞地区为0.75—0.85，大风山口处可 取1.2—1.5。
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围岩的压力系数、弹性抗力系数表：
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八、风荷载及雪荷载
各种水工建筑物受到自然界风、雪的作用称为风荷载、雪 荷载。对渡槽、进水塔、启闭机房等高耸结构，必须计入 风、雪荷载的作用。 1．风荷载 垂直作用于建筑物侧表面上的风荷载标准值可按下式计算。 风荷载作用分项系数采用1.3。
Fi h GEi i / g
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2）垂直地震惯性力 作用于质点i的垂直向地震惯性力代表值应按下式计算：
Fv v GEi i / g
以上二式中： Fi 、Fi—作用于质点i的垂直、水平地震惯性 力代表值，KN/m； ξ—地震作用的效应折减系数，一般取ζ=0.25； GEi—集中在质点i的重力作用标准值，（KN）； g—重力加速度，取9.81m/s2； αh—垂直、水平向设计地震加速度代表值，可由表2-7确定。 且：αv= 1/3(αh） αi—质点i的动态分布系数；与坝型、高度等有关。
Hm 0.5时, Lm
Hm 0.5时, Lm
2 gTm 2H m Lm th 2
gT Lm 2
2 m
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e e thx x x e e
x
x
1 cthx cthx
1 sec hx ch
e x ex chx 2
式中：hm——平均波高（m）； Tm——平均波周期（s）;
Hm——水域平均水深（m）； vo——计算风速（m/s）； D——风区长度（m）。
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2) 对丘陵、平原水库，值按鹤地公式计算：
gh2% gD 3 8 0.00625 vo ( 2 ) 2 vo vo
1
1

式中：h2%——累积频率为2%的波高（m）；
gLm gD 0.0386 ( 2) 2 vo vo

Wk z z sWo

式中：Wk—风荷载标准值，（KN/m2）； βz—z高度处的风振系数； μz—风荷载体形系数，水工建筑物的风荷载 体形系数，风振系数可参照GBJ50009-200《建筑结构荷载设计规范》 中有关规定采用；
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w0—基本风压（KN/ m2）。可由计算。基本风压可按 GBJ50009-200《建筑结构荷载设计规范》中全国基本风压分 布图采用，但不得小于0.3KN/m2。 对于高耸结构，可将分布图中基本风压乘1.1—1.2的系数； μz—风压高度变化系数，可按下表采用；
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七、山体围岩压力及弹性抗力
1.围堰压力

在山体中开挖后，岩体原有平衡被破坏，洞周围岩变形， 应力重新分布。当岩体较破碎时，其可能产生塌落、滑 移，而施加在隧洞衬砌上压力，称为围岩压力。 对于薄层状及碎裂、散体结构的围岩，垂直均布和水平 均布山岩压力标准值可按下式确定，并据实进行修正：
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
2.46 2.23 2.01 1.80 1.78 1.63 1.68 1.56 1.64 1.52 1.60 1.49 1.56 1.46 1.44 1.37 1.39 1.33 1.30 1.25
0.98 1.00 1.01 1.01
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表2-3
累积频率波高hp与平均波高Hm的比值
p(%) 2 3
2.23 2.09 2.11 2.00
hp/Hm
0.1
2.97 2.70
1
2.42 2.26
4
2.02 1.92
5
1.95 1.87
10
1.71 1.65
13
1.61 1.56
20
1.43 1.41
50
0.94 0.94
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表 2—7
设计烈度 αh 7 0.1g 8 0.2g 9 0.4g 备注
对重力坝：
1 4(hi / H ) 4 i 1.4 n G Ej 4 1 4 (h j / H ) j 1 G E
式中：hi、hj—分别分质点i、j的高度，（m）； H—坝高（m），溢流坝段的H应算至坝顶； GE——产生地震惯性力的建筑物总重力作用标准 值，KN。
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作用在铅直迎水面上的风浪压力计算示意图 ：
坝的迎水面倾斜，波浪的反射作用将减弱 当α＞45°时 与铅直面情况相近
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2）当水深H ≥Hcr
H＜Lm/2时,浪压力为：
PWK
2H Plf w h1% sec h 3）当水深H＜Hcr时，浪压力为： Lm