闸室的稳定计算
闸室稳定计算
P1=
渗透压力
P2= P3=
P4=
P1=
浮托力
P2= P3=
P4=
上游土压力
F=
F=
风压力
W=
浪压力P浪=淤泥重G22=淤积压力
P淤=
地震惯性力
地震动水压力
总计
对O点取矩 垂直力 1774.5 1183.0 10055.5 5545.3 1626.6 8207.1 580.8 1910.5 5092.0 7814.1 514.7 645.1 567.5 365.0 973.4 2370.4 2035.9 396.0 140.0 280.0 10720.0
偏心距 e=B/2-M/G 364767.16 0.940252316
地基应力 抗滑稳定
G/A
Pmax= （1+6e/B）
Pmin=
=G/A（16e/B）=
η= Pmax/Pmin=
1/2（Pmax+Pmin)=
满足稳定要
求
87.52464688
51.79784021 1.689735451 69.66124354
4 3.566666667 1.333333333 0.833333333 4.666666667
11.5 18.33333333
1.25 5.75 12.75 19.25 1.333333333 0.833333333 8.35 7.35 3.96 4.666666667
B 22
A
G
520.52
M 36260.1
2035.943 372.645
1663.298
弧形闸门
G18=
396
检修门
G19=
140
水闸稳定计算知识分享
允许值
2 1.1 1.25
备注 偏外河侧
<[η] >[Kf] >[Kc]
外河为上游，内河为下游）
0.6
排架长1
0.6
0.3
排架宽1
0.3
2
排架高1
3.9
2
排架长2
1.3
0.3
排架宽2
0.3
0.39
排架高2
0.4
3.69
排架长3
0.3
2
排架宽3
4
0.3
排架高3
0.4
5.4
排架数
2
4
6
10.7
力臂(m) 6.85 6.85 6.10 12.95 6.10 12.95 0.85 3.95 12.95 6.40 7.75 7.75 6.80 10.36 11.20 9.20 7.95 9.20 7.75 7.95 3.95 3.95 0.53 ΣM=
满足要求 满足要求 满足要求源自上游交通桥高0.4
电机层楼板长1
边墩数
2
上游交通桥墩面积
0.1
电机层楼板长2
边墩高1
5
下游工作桥长
1.5
电机层楼板宽
边墩高2
4
下游工作桥宽
6
闸室房屋楼板厚
边敦厚
0.5
下游工作桥高
0.2
闸室房屋楼板长
边墩顺水流长度1
12.2
后墙高
5
闸室房屋楼板宽
边墩顺水流长度2
1.5
后墙厚
0.4
房屋长
中墩高1
5
后墙宽
体积(m3) 57.60 14.60 143.10 23.00
水工建筑物作业答案
《水工建筑物》课程测验作业及课程设计一．平时作业（一）绪论1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？我国水资源总量丰富，但人均拥有量少，所以应选不丰富。
我国水资源开发利用程度接近25%，从全国而言，不完全一样，呈现“北高南低”，南方特别是西南，水资源丰富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地区和华北地区利用程度高。
解决能源问题应优先开发水电，因为水能在可再生能源中是开发技术最成熟，开发经验最丰富，发电成本最经济。
2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水利枢纽是修建在同一河段或地点，共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。
水工建筑物是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。
水工建筑物特点：工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。
3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物、专门建筑物。
整治建筑物（改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸）。
专门性水工建筑物（为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物）。
4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。
上游水库水深加大，流速降低，河流带入水库的泥沙会淤积下来，逐渐减少水库库容，这实际上最终决定水库的寿命。
较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼，对渔业有利，但坝对原河鱼的回游成为障碍，任何过鱼设施也难以维持原状，某些鱼类品种因此消失了。
水闸设计
△H′ 1.92 1.75 1.63 1.50 1.40 1.29 1.17 1.10 1.02 1.01 0.93
Lp 36.65 38.55 40.37 41.86 43.29 44.38 45.69 46.32 46.86 48.00 47.63
二、消能防冲设计
主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽 3.防冲槽 设在海漫末端，采用宽浅式梯形断面防冲，槽深为2，底宽为5m， 上游坡率为3，下游坡率为3。
三、防渗排水设计
2.排水设计 ①水平排水：反滤层由碎石，中砂，细砂组成，其中上部为25cm厚的碎 石，中部为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。
②铅直排水：本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m，孔径为10cm ，呈梅花形布置，孔下设反滤层。 ③侧向排水设计：在消力池两岸翼墙设2~3层排水孔，呈梅花形布置，孔 后设反滤层，排出墙后的侧向绕渗水流。
闸墩坝顶高程取▽1、▽2中较大者，取28.00m。
闸墩上设两道门槽（检修门槽、工作门门槽）。检修门槽在上游，槽深0.3m，宽0.2m。工作门门槽深0.3m，宽0.6m。 下游不设检修门。闸墩上、下游头部均为半圆形，R=0.5m。
四、闸室设计──闸室布置
四、闸室设计──闸室布置
4.检修便桥：检修桥的作用为放置检修闸门，
上游水深 2.55 2.79 3.03 3.25 3.47 3.67 3.93 4.07 4.23 4.26 4.45
下游水深 0.63 1.04 1.40 1.75 2.07 2.38 2.76 2.97 3.21 3.25 3.52
q 6.73 7.80 8.87 9.93 11.00 12.04 13.40 14.20 15.10 15.27 16.33
水闸稳定计算PPT课件
(5-39)
式中 f’——闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系 数，查表5—17；
C’——闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力， kPa，查表5—17
闸室稳定性的判断，要求 ： 土基上： KC [K土 ] [K土]查表5-13 岩基上： KC [K岩 ] [K岩]查表5-14
7
2．提高闸室抗滑稳定的工程措施
理论5-3 水闸的稳定分析与地基 处理 （教材5-7,p219）
一、闸室的稳定计算
（一）荷载及其组合
作用在水闸上的荷载 主要有自重、水重、水平 水压力、淤沙压力、扬压 力、浪压力、土压力等。
水闸正常挡水时的荷载计算简图1
1.水平水压力。作用在铺盖与底板连接处的水平水压 力因铺盖所用材料不同而略有差异。如图5—25 （a）和（b）所示。
3
荷载组合 荷载组合分为基本组合与特殊组合两类。
基本组合:由基本荷载组成； 特殊组合:由基本荷载和一种或几种特殊荷载 组成。
荷载见表5—19
4
5
（二）闸室抗滑稳定计算
1．计算公式
（1）土基上水闸闸室沿底板与地基间滑动
对于小型水闸
Kc
f G H
（5-37）
对于大、中型水闸
Kc tg0G C0 A （5-38）
H
式中： G——作用在闸室单元上总的垂直力；
H——作用在闸室单元上总的水平力；
f——闸室底面与土基间的摩擦系数， 根据现场 试验资料选取，初
设时参见表5-15。
0、C0——分别为闸基土体的内摩擦角和凝聚力，见表5-16；
A——闸室单元的底面积。
6
（2）岩基上水闸闸室沿底板与地基间滑动
f 'G C ' A Kc
学习分享-节制闸计算(个人整理)
1、工程等级划分及洪水标准根据《水闸设计规范》SL265-2001对工程规模的划分规定，确定本工程等别为IV 等，主要建筑物按4级设计，本设计确定防洪标准为20年一遇。
2、闸顶高程、闸门高程确定根据《水闸设计规范》，闸顶高程需根据水闸挡水和过水两种运用情况确定。
外江（西小江）设计洪水位为20年一遇高水位5.10m （钱清站），常水位为3.9m ；内河20年一遇设计洪水位5.38m （萧山站），常水位水位3.9m 。
2.1闸顶高程挡水运用情况闸顶高程需满足：闸顶高程≥正常蓄水位（或最高挡水位）+波浪计算高度+相应安全超高，泄水运用情况闸顶高程需满足：闸顶高程≥设计洪水位（或校核洪水位）+相应安全超高； ⑴波浪要素计算年最大风速v 0=22.5m/s 风区长度 D=80m 风区平均水深H m =3.9m根据SL265-2001规范规定，采用下列公式计算波浪要素：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.020207.013.00018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm5.02009.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=v gh v gT m mmm m L H th gT L ππ222=计算得平均波高h m =0.11m平均波周期T m =1.49s 平均波长L m =3.46m本工程主要建筑级别为4级，波浪累计频率为p=10%， 由h m /H m =0.11/4.02≈0.0，故计算波高h p=5%=0.11×1.71=0.188m ⑵闸顶高程确定挡水工况：闸顶高程≥（正常蓄水位）或最高挡水位+波浪计算高度+相应安全超高外江常水位3.9m ，安全超高为0.3m外江20年一遇设计洪水位5.10m ，安全超高值0.2m 正常蓄水位情况闸顶高程：m d 388.430.0188.09.3=++=∇ 最高当水情况闸顶高程：m c 488.52.0188.01.5=++=∇ 泄水工况：闸顶高程≥设计洪水位+相应安全超高 内河设计洪水位5.38m ，安全超高值0.5m ， 故：泄水工况闸顶高程：m d 88.550.038.5=+=∇ 即：取闸顶高程为m 0.6=∇。
水闸设计及闸室稳定计算
.1.1 设计资料：根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节,平时来水量仅占全年来水量的10%；河水中泥沙含量较大特别是伴有洪水中的泥沙较多；再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适, 因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m.根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰,堰顶高程1852.40m,过闸水流流态为堰流. 汛期通过闸室的设计洪水流量Q =1088m3/s,校核洪水流Q =1368设校m3/s.因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式：δ- 为淹没系数,取为1.0；m ---为流量系数, 因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385；ε--为侧收缩系数,先假定为1.0；H--- 位总水头,初设阶段不考虑行进流速, 即假设的堰上水头；b—闸门净宽；来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部份共同承担,这样可减去一部份闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰.初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+ 〔0.2—0.3m〕=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m 采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位：先假设一个水位,用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量,二者相加等于实际流接近计算工作情况下的洪水流量时,该水位就为所求. 因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式：δ- 为淹没系数,取为 1.0m ---为流量系数, 因为是前面无坎的宽顶堰所以 m=0.385；计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰 m=0.3.ε--为侧收缩系数,先假定为 1.0；H--- 位总水头,初设阶段不考虑行进流速, 即假设的堰上水头. b — 闸门净宽计算结果如附表 1-1,1-2〔a 〕设计洪水情况下：洪水流量 Q=1018m 3/s.附表 1- 1 设计洪水情况下泄洪冲砂闸水力计算表〔b 〕校核洪水情况下：洪水流量 Q=1368m 3/s附表 1-2 校核洪水情况下泄洪冲砂闸水力计算表经过计算泄洪冲砂闸净宽 96m,溢流堰长度 95m,设计洪水位 1855.8m 校核洪 水位 1856.30m.泄洪冲砂闸净宽为 96m,每孔取净宽 8m,边墩宽 0.8m , 中墩宽 1.0m 缝墩 1m.1.2 泄洪冲砂闸地板渗透稳定计算1〕地板渗流计算2 / 9过堰总流量 〔m 3/s 〕1856.3 1251.7 118.6 1370.3实际总流量 〔m 3/s 〕过闸总流量 〔m 3/s 〕 〔m 〕水位过堰总流量 〔m 3/s 〕1018.9 实际总流量 〔m 3/s 〕过闸总流量 〔m 3/s>水位 <m>1855.835.1 10541、确定地基计算深度〔1〕计算Te水平投影长度L =10m,铅直投影长度S =1.5m ；0 0因为L 0 =6.67>5；所以T = 0.5 L =0.5 10=5m ；e 0所以地基不透水层的有效计算深度为 5.0m.〔2〕计算各段 Aa 阻力系数1 ：S=1.5m,T=5m ；2：L=0.75m,T=5m, S = S = 0 ；1 2L 0.7(S + S )= 1 2 = 0.15 X T3 ：S=0.5m,T=5m, = 3.1416 ；4 ：L=8.5m,S 1 =0.5m,T=5m, S 2= 0.5m ；L 0.7(S + S )= 1 2 = 1.36 X T5 ：S=0.5m,T=5m, = 3.1416 ；6 ：L=0.75m,T=5m, S = S = 0 ；1 2L 0.7(S + S )= 1 2 = 0.15 X T7 ：S=1.5m,T=5m ；<3>计算各段水头损失h i ：S.总水头损失编H =3.90m ；h = 飞 ； 在x 飞 = 3.234列表计算各段水头损失 h i ；附表 1-3 水头损失计算表：〔4〕进出口水头损失值的修正1 进口处修正系数B 1；1B = 1.21-112 (|( T T ' ))|2 + 2 T S+ 0.059；式中 S=1.5m,T=5m,T ' =5m;代入得B 1=1.01；B 1>1 所以不用进行修正；2 出口处修正系数 B2T ' =3.5m, T=5m, S=1.5m ；B =0.857〈1.0,所以出口处要修正. 2出口段水头损失减小值为： H =0.828 根 0.857=0.710m ；编h =0.828-0.710=0.118m ；H 6=0.181+0.118=0.299〔5〕计算各角隅点的渗压水头并列表：41.3601.64 30.1000.121 50.1000.121 10.6870.828 20.1500.181 60.1500.181 70.6870.828序 号飞ihi编H7i x 飞 i附表 1-5 各角隅点渗压水头h13.07 2 h22.8 91 h32.77 0 h41.13 0 h51.00 9 h60.71 0h7〔6〕绘制渗压水头分布图〔7〕闸底板水平段渗透坡降和渗流坡降的计算：1 闸底板水平段平均渗透坡降J ：x闸底板的轮廓线由 6 点至 11 点,水平投影L = 8.50m .J =H H6 11 = 1.64= 0. 193 [0.22 ~ 0.28]；xL 8.52 出口处得出逸坡降J ：出口处既 11 点至 12 点,渗透距离为S ' = 1.50m .J = H H 11 12 = 0.71 = 0.47 <[0.50 ~ 0.55]；0 S ' 1.5[J ] [J ]、 x 参见 SL265—2001 《水闸设计规 X 》所以满足允许渗透比降.1.3 泄洪冲砂闸地板抗滑稳定计算计算单元的确定根据 《水闸设计规 X 》SL265——2001 闸室稳定计算宜取相邻顺水流向永久 缝之间的闸段为计算单元,选取中间两孔闸室作为计算单元.附图 1-4 计算单元选取示意图：6 / 9承载力计算自重荷载：根据《水工钢筋混凝土结构学》中钢筋混凝土按线性分布荷载为25KN/m 3. 根据水闸的基本尺寸设计对其进行荷载计算.作用在水闸上的自重荷载有：底板： G = [10 根1.0 + 2 根 (0.5 根1.5 根 0.5)]根 25 = 268.75KN闸墩： G = [(0.5 根 5.4)+(0.5 根 4.5)]根10 根 25 = 1237.5KN闸门：根据《水闸》闸门为弧形露顶式 B 共 10m,所以G = K K B 0.33H H 0.42c b sHs ——设计水头；Kc ——材料系数,本工程取 1；Kb ——孔门宽度系数,本工程 Kb=0.472；H ——孔口高度；闸门： G = K K B 0.33H H 0.42 = 1.0 根 0.472 根 80.33 根 2.9 根 4. 10.42 = 4. 16(吨)c b sG=4.16×10=41.6KN工作桥,交通桥与其梁： G = 19 根 4 根 0.3根 25 + 5 根19 根 0.3根 0.5 根 25 = 926.25KN根据算 出的 闸门 的数据 参考《 闸 门与启闭设 备 》采用双 吊 点卷扬式6 根 37 +1 - 0 24 - 160 型启闭机,该启闭机的自重为 2.55 吨.启闭机： G=2.55*10=25.5KN根据 SL265—2001 《水闸设计规 X 》中应该选取不同的荷载组合作为不同的 工况对闸室的稳定进行验算看闸室是否安全.第一种工况选为完建无水的状况附表 1-6 泄洪闸荷载计算成果表〔完建无水期〕力矩 M <KN ·M>荷载名 称垂直力 M<KN>力臂 L<M>- 〔顺时针〕 5106.253712.5 2316.25926.2541.625.5 10738.35完建无水工况下的闸室稳定计算根据 SL265-2001 《水闸设计规 X 》中地基承载力公式：Pmax式中 min —完建无水期基底压力的最大和最小值,kPa ；G —作用在闸室上的全部竖向荷载, 〔包括基础底面的上的扬压力〕 KN ；M —作用在闸室上的竖向和水平荷载对于闸底板垂直于水流方向的形心轴的力矩〔kN.m 〕；A —闸室基底的面积〔m 2〕；W — 闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩〔m 3〕；地基承载力不均匀性验算公式： ν = p max [ν]pmin根据计算结果,判断是否满足要求.根据 SL265-2001 《水闸设计规 X 》野云沟河床多是漂石、卵、碎石、角石、 砾砂与少量的粉土,粉砂胶结而成,所以属于中等坚实ν 取 2.0所以满足要求0.00 0.00 0.001852.50.000.00 1852.5底 板闸 墩 工作桥交通桥闸 门启闭机∑+ 〔逆时针〕0 0 ↑0.00 0.00 0.000.000.000.00 083.251 2450.450 0 2.5222 926.25 ↓第二种工况为上游为正常引水为下游无水的工况〔此工况为最不利工况〕 正常当水期荷载计算与抗滑稳定验算：附图 1—5 水闸稳定计算水重作用力意图：S = 2.7 3.9 + 0.8 2.3 0.5 = 11.45m 2水水重： G = 11.45 16 10 = 1832KN附图 1-6 水闸稳定计算水平压力作用力意图：水平压力：渗透压力： W = (3.07 + 0.71)10 / 2 19 10 = 3591KN浮托力： W = (10 1 + 2 0.375) 9.5 10 = 1045KN计算结果列于表:附表 1-7 泄洪闸闸室荷载计算成果表<正常挡水期>根据 SL265-2001 《水闸设计规 X 》中地基承载力公式：Pmax式中 min —完建无水期基底压力的最大和最小值,kPa ；G —作用在闸室上的全部竖向荷载, 〔包括基础底面的上的扬压力〕 KN ；水平力 P <kN>← →力臂 <m>力矩 M0 <kNm>+〔逆时针〕 － 〔顺时针〕27481581.8498.8652748 1680.711067.30垂直力 M 〔kN 〕 ↓10738.3518321045359112570.35 46367934.35 荷载名称闸室水重上游水压力浮托力渗透压力合计1216.876.051.51.3 1292.851292.851.3↑M —作用在闸室上的竖向和水平荷载对于闸底板垂直于水流方向的形心轴的力矩〔kN.m〕；A —闸室基底的面积〔m2〕；W —闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩〔m3〕；地基承载力不均匀性验算公式：根据计算结果,判断是否满足要求.不均匀系数验算故满足要求.闸室基底面的抗滑稳定计算：根据SL265-2001 《水闸设计规X》中的闸室抗滑稳定计算公式：式中：f —闸室与地基的磨擦系数；由X 世儒《水闸》查表7-8.G —作用在闸室上的全部竖向荷载,kN；P —作用在闸室上的全部水平荷载,kN；根据喀拉沟渠首的不同运行工况选最不利工况〔上游为设计引水为时〕对闸室抗滑稳定进行验算.因为喀拉沟河床多是漂石、卵、碎石、角石、砾砂,再根据SL265-2001 《水闸设计规X》表f 取0.4.因为喀拉沟渠首工程水闸为3 级,根据SL265-2001 《水闸设计规X》在基本荷载工况下抗滑稳定安全系数为[K ]= 1.25 .cK = 2.45 >[K ]= 1.25 所以,满足抗滑稳定要求.c c。
水闸闸室计算
kN Fa1 左侧墙主动土压力(▽4.30～1.5) kN kN Fa2 左侧墙主动土压力(不含垂直水流向▽1.99) kN kN Fa1′ 右侧墙主动土压力(▽4.30～1.5) kN kN Fa2′ 右侧墙主动土压力(不含垂直水流向▽1.99) kN Pw Pw′ Fax1 Fax2 左侧墙静水压力（垂直水流向） 右侧墙静水压力（垂直水流向） 左侧墙顺水流向土压力 左侧墙顺水流向土压力 kN kN kN kN kN kN kN kN kN kN kN kpa kpa kpa 基底应力不均匀系数 η＝ 抗滑系数 K＝ (2)工况二：U型槽内水位0.06m，临土侧水位0.56m 项目 单位
1/2*0.333*18.5*3.44^2*7.01 (0.333*18.5*3.44+2.86*8.86*0.333/2)*2.86*7.010 1/2*0.333*18.5*1.94^2*1.5 （2.86*0.333/2*8.86+18.5*1.94*0.333）*2.86*1.5 1/2*10*2.86^ *9 1/2*10*2.86^ *9 1/2*10*2.36^2*9 1/2*10*2.36^ *9 Fa×sin9° 0.436*（（8.86*2.86^2/2+1.94*18.5*2.86） +1.94^2*18.5/2）*1.15 Fa×sin9° 0.436*（（8.86*2.86^2/2+1.94*18.5*2.86） +1.94^2*18.5/2）*1.15 2.15*（2.86^2-1.94^2）*10/2 2.15*（2.86^2-1.94^2）*10/2 10*2.86*114.706 （8+11）/2*9*1.56*10
（0.333*18.5*3+0.333*2.3*8.86/2）*2.3*7.01 1/2*0.333*18.5*1.5^2*1.99 （0.333*18.5*1.5+0.333*2.3*8.86/2）*2.3*1.99 1/2*0.333*18.5*3.00^2*7.010 （0.333*18.5*3.00+0.333*2.3*8.86/2）*2.3*7.010 1/2*0.333*18.5*1.5^2*1.99 （0.333*18.5*1.5+0.333*2.30*8.86/2）*2.30*1.5 1/2*10*2.3^2*9 1/2*10*2.3^ *9 Fa×sin9° （1/2*0.436*18.5*1.5^2+0.436* （1.5*18.5*1.5+1.5^2*8.86/2））*1.25 Fa′×sin9° （1/2*0.436*18.5*1.5^2+0.436* （1.5*18.5*1.3+1.5^2*8.86/2））*1.25 2.15*2.3*2.3*10/2 2.15*2.3*2.3*10/2 10*2.3*114.706 #NAME?
讲座-6-6 闸室的稳定计算学习文档
• （3）判断波浪的形式 • H1≥Hk和H1≥ 时，波浪形态为深水波。 • 当H1≥Hk和H1< 时，波浪形态为浅水波。 • 当H1<Hk时，波浪形态为破碎波
• （4）破碎波浪压力计算分布
• 式中：
• Pj——计算水位处的浪压力强度，KN/m2； η——闸门底面处的浪压力强度折减系数，当 H1>1.7(hp+hz)，取η=0.5；否则η=0.6；
• 闸底计算应力应该满足一定要求才能保证闸室 安全运行。《水闸设计规范》（SL265-2001） 规定：
垂直水流方向，结构、受力不对称的 闸室
• 当所取的闸室计算单元在垂直水流方向，结构、 受力均不对称时，计算单元顺水流方向及垂直 水流方向的基底压力为：
• 式中 ： 、 分别为作用在闸室基底面顺 流向和垂直流向形心轴的力矩,kN.m；Wx、 Wy：分别为闸室基底面顺流向和垂直流向形 心轴的截面模量,m3。
• 垫层的厚度，由底部软弱土层的承载能力确定， 应满足：
• 为垫层本身的重量所产生的压力,kN/m； • 为传至垫层底部层面的附加压力；
• 条形基础：
• 矩形基础：
• 为下卧土层的允许承载 力, kN/m2；
• 为扩散角，一般中粗砂 地基的扩散角 =300~350， 粘土地基的扩散角 =200~220。
• ——即为不同累计频率P（%）下的波高 ， m； Ki——闸前河底坡影响系数。
• （3）地震荷载
• 水闸抗震计算包括抗震稳定和结构抗震强度计 算。对于闸室和两岸连接建筑物极其地基，应 进行抗震稳定计算；各部位的结构构件应进行 抗震强度计算。水闸的地震作用效应计算可采 用动力法或拟静力法进行计算。
水闸渗流稳定及闸室稳定分析
水闸渗流稳定及闸室稳定分析◎ 常聪聪 中交四航局港湾工程设计院有限公司摘 要：水闸在水利建设中扮演着重要的角色，本文结合闸坝的具体工程实例，详细介绍了水闸渗流稳定和闸室稳定的计算原理及计算步骤，计算结果表明该项目的结构设计方案较安全但偏保守，可进一步优化方案。
本文中所涉及的相关计算可为相似工程案例提供一定的参考。
关键词：水闸；渗流；闸室稳定1.引言水闸作为一种用来调节水位、控制流量且通常水头差不超过30m的低水头水工建筑物，具备挡水和泄水的两重作用，在水利工程建设中得到广泛应用。
水闸的渗流分析和闸室的稳定分析是水闸设计中两个重要部分，国内外众多学者针对该课题做了丰富的研究。
梁佳铭[1]、王建华[2]运用可靠度理论分析了水闸安全的主要影响因素，申向东[3]分析了单孔水闸的抗滑稳定，也有众多学者结合工程实例对水闸闸室的稳定进行了计算分析[4~7]。
改进阻力系数法是计算水闸闸基渗流稳定的重要方法，适应性广，众多水闸案例以此方法为基础进行设计验算[8~10]。
学者们还将水闸渗流分析的有限元分析法和改进阻力系数法作对比[11~14]，表明两种方法在计算闸基渗流问题上均可靠，有限元分析法则更偏保守。
本文结合具体工程实例，按照现行规范[15]，对水闸的闸基渗流及闸室稳定进行了具体计算分析，对相似案例工程具有一定的借鉴与参考意义。
2.工程概况本工程案例为广东某水闸的重建方案，泄水闸闸孔孔数为12孔，单孔净宽14m，总净宽168m。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2017）和《渠化工程枢纽总体设计规范》（JTS 181-1-2009），枢纽按库容分等指标，为Ⅲ等中型工程，建筑物级别为4级。
正常蓄水位为35m，中墩厚2.5m，边墩厚2.0m，上游铺盖长15m，闸室长度25.5m，消力池长30m。
地质条件：工程区域地震活动性较弱，区域地质稳定性良好，工程范围内本枢纽的地层主要有第四系填土层（Q4ml）、第四系冲积层（Q4al）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）及石炭系下统大塘阶石磴子段（C1ds），中风化岩物理力学性质好，岩石强度高，分布较稳定，地基承载力较高。
水闸稳定计算书
第四章排水闸稳定及结构计算1.各排水闸概况1.1水文资料根据龙门县城堤防总体规划，县城河堤共有5个排水闸，西林河有两个排水闸：龙门中学排水闸和老干局排水闸，白沙河有三个排水闸：师范排水闸、石龙头排水闸、及罗江围排水闸。
河堤上的排水闸主要作用是：平时能正常排泄内积水，洪水到来时关闸挡水，不让洪水涌入。
根据水文资料，排水闸排涝标准按十年一遇（P=10%）洪水，24小时暴雨产生的洪水总量，24小时排干计算。
根据《龙门县城区防洪工程洪水计算书》可知各排水闸的水位资料，详见排水闸洪水成果表1.1-1。
表1.1-1 各排水闸洪水成果表1.2地质资料根据《龙门县城区防洪工程地质勘探可行性研究报告》，可知各排水闸地基主要物理指标表1.2-1。
表1.2-1 各排水闸地基土质主要物理指标表1.3等级与安全系数根据《龙门县城堤防加固工程可行性研究报告》西林河、白沙河大堤加固工程等级为三等，水闸为主要建筑物，其等级为三等，根据《水闸设计规范SL265-2001》，水闸整体抗滑稳定安全系数为：基本组合：1.25；特殊组合Ⅰ：1.10。
土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值为：基本组合：2.50；特殊组合3.0.闸基抗渗稳定性要求水平段和出口段的渗流坡降必须小于规范要求，见下表6.0.4。
表6.0.4 水平段和出口段允许渗流坡降值1.4地震烈度龙门县基本地震烈度为Ⅵ，按《水闸设计规范SL265-2001》，设计时不考虑地震作用。
2.主要计算公式及工况2.1闸孔净宽B 0计算公式根据《水闸设计规范SL265-2001》，水闸的闸孔净宽B 0可按公式（A.0.1-1）～（A.0.1-6）计算：2302Hg m QB σε=（A.0.1-1）单孔闸 4001171.01s s b b b b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ε （A.0.1-2）多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时 NN bZ εεε+-=)1( （A.0.1-3）4001171.01Z ZZ d b b d b b +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=ε （A.0.1-4）400000221171.01b d b b b d b b Z b Z b ++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++--=ε （A.0.1-5）4.000131.2⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H h H h s s σ （A.0.1-6） 式中 0B ——闸孔总宽度（m ）； Q ——过闸流量（m 3/s ）；0H ——计入行近流速水头的堰上水深（m ），在此忽略不计； g ——重力加速度，可采用9.81（m/s 2）； m ——堰流流量系数，可采用0.385；ε——堰流侧收系数，对于单孔闸可按公式（A.0.1-2）计算求得或由表A.0.1-1查得；对于多孔闸可按公式（A.0.1-3）计算求得；b 0——闸孔净宽（m ）；b s ——上游河道一半水深处的宽度（m ）； N ——闸孔数；Z ε——中闸孔侧收系数，可按公式（A.0.1-4）计算求得或由表A.0.1-1查得，但表中b s 为b 0+d z ； d z ——中闸墩厚度（m ）；b ε——边闸孔侧收系数，可按公式（A.0.1-5）计算求得或由表A.0.1-1查得，但表中b s 为b Zb d b ++20； b b ——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离（m ）；σ——堰流淹没系数，可按公式（A.0.1-6）计算求得或由表A.0.1-2查得；hs ——由堰顶算起的下游水深（m ）。
水工建筑物题库及答案
水工建筑物题库及答案一、判断题（共30题，共60分）1. 为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及（江南博哥）其组成的建筑物要进行分等分级正确答案：正确2. 溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定有利正确答案：正确3. 如果拱坝封拱时混凝土温度过高，则以后温降时拱轴线收缩对坝肩岩体稳定不利正确答案：错误4. 心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部，有时稍偏向上游，以便同防浪墙相连接，通常采用透水性很小的粘性土筑成正确答案：正确5. 水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元正确答案：错误6. 重力坝的上游坝坡n=0时，上游边缘剪应力的值一定为零正确答案：正确7. 深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大正确答案：错误8. 底部狭窄的V形河谷宜建单曲拱坝正确答案：错误9. 土石坝的上游坝坡通常比下游坝坡陡正确答案：错误10. 非粘性土料的压实程度一般用相对密度表示正确答案：正确11. 当地基岩石坚硬完整，摩擦系数较大时，重力坝的剖面尺寸由稳定控制正确答案：错误12. 水闸闸室的稳定计算方法与重力坝相同均是取一米的单宽作为荷载计算单元正确答案：错误13. 无压隧洞断面尺寸的确定，主要是满足泄流能力和洞内水面线的要求正确答案：正确14. 溢流重力坝设计中动水压力对坝体稳定不利正确答案：错误15. 对于一定的河谷，拱圈中心角愈大，拱圈厚度愈小正确答案：正确16. 土石坝的纵缝大致与坝轴线平行，多发生在两岸坝肩附近正确答案：错误17. 反滤层中各层滤料的粒径顺渗流方向布置应由粗到细正确答案：错误18. 检修闸门在动水中关闭，在静水中开启正确答案：错误19. 有压隧洞断面尺寸的确定，主要是满足泄流能力和洞内水面线的要求正确答案：错误20. 重力坝的上游坝坡 n=0 时，上游边缘剪应力的值一定为零正确答案：正确21. 底部狭窄的 V 形河谷宜建单曲拱坝正确答案：错误22. 拱坝中心角越大对坝肩岩体的稳定越有利正确答案：错误23. 斜墙坝的上游坝坡一般较心墙坝为缓正确答案：正确24. 坝基设有防渗帷幕和排水幕的实体重力坝，可以减少坝基面上的浮托力正确答案：错误25. 如果拱坝封拱时混凝土温度过高，则以后温降时拱轴线收缩对坝体应力不利正确答案：正确26. 在水闸闸室的渗流分析时，假定渗流沿地基轮廓的坡降相同，即水头损失按直线变化的方法称为直线法正确答案：正确27. 无压隧洞要避免出现明满流交替出现的情况正确答案：正确28. 泄水建筑物是为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游放水用的建筑物正确答案：错误29. 重力坝主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足坝体的稳定要求正确答案：正确30. 拱坝的超载能力强、安全度高主要是由于坝体厚度较薄、材料均匀性好正确答案：错误。
闸室稳定计算
闸室稳定计算（1）闸室基底应力计算依据“水闸规范”当结构布置及受力情况对称时按第29页（7.3.4-1）计算。
e=B/2-∑M/∑GP max =∑G/A*(1+6*e/B)P min =∑G/A*(1-6*e/B)式中：P max --闸室基底应力的最大值；P min --闸室基底应力的最小值；∑G--作用在闸室上的全部竖向荷载（t ）；∑M--作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（t ·m）；A--闸室基底面的面积（m 2）；B --底板沿水流方向的长度（m）。
e --偏心距设计水位273.58底板高程264.24基本资料：闸室的稳定计算钢筋砼容重为2.5t/m3，进口段底板座于强风化白垩系砂砾岩上，中等透水，承载征值300kPa，f'=1.1,C'=1.1MPa。
五级建筑物水闸稳定基本组合抗滑稳定系数不小于1.05，特殊组合不小于1.0;最大基底应力与最小基底应力之比基本组合不大于2.0，特殊组合不大于2.5。
22程264.24上游9.34备注体积计算12.5644.3*3.6*0.7+（0.4+0.8）*0.4*0.5*2*3.696.723*4*8.062.25927.06*0.4*0.80.5255*0.35*0.31.444*3*0.123.95520.4*0.4*12.36*21.97760.4*0.4*12.360.546*0.3*0.366.87.62121.8*0.27*7+0.3*0.3*0.3*8+1.98*0.12*12+0.18*0.8*83.66*5*0.1275.8160.5*18*3.6*3.6*0.65427.454441/2*9.8*9.34*9.343.1361/2*9.8*0.8*0.833.7129.8*0.8*4.3196.79380.5*9.8*9.34*4.3，承载力特滑稳定系数不小于组合不大于2.0，特47.86329.34*4.3*3.6-96.720.8*8。
(完整版)闸室稳定计算
1.50
3.29
3.30
10.87
1.50
73.50
3.30
242.55
1.50
-2.63
3.30
-8.66
1.45
6.09
3.05
18.57
1.00
64.68
0.40
25.87
1.00
8.66
-0.25
-2.17
150.40
-1.700
-255.68
2.82
22.40
-1.700
-38.08
2.82
121.18 18.05 86.74 141.24 122.70 29.11 14.25
启闭机 机房
交通桥 底梁 端梁
桥面板 汽车荷载 防撞护栏
合计
5.50
3.0
16.50
-1.700
-28.05
4.00
2.31
430.00
1.0
430.00
-1.700
-731.00
4.00
60.20
1.42
25.00
1.22
（偏向下游正号）
kN/m2 kN/m2 ＜2.0
＜
100.00
kN/m2
满足要求，《水闸设计规范》P30，SL265-2001
11.50 11.50
26.57 692.30
6.00
28.67
6.10
7.48
6.35
75.06
6.40
35.84
6.80
45.73
2030.82
25.00
46.97
2.0
93.94
1.500
140.91
水闸设计计算
⽔闸设计计算⼀、初步设计兴化闸为⽆坝引⽔进⽔闸，该枢纽主要由引⽔渠、防沙设施和进⽔闸组成，本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺⼨及枢纽布置⽅案；并进⾏⽔⼒计算、防渗排⽔设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等，绘出枢纽平⾯布置图及上下游⽴视图。
⼆、设计基本资料1. 概述兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上，闸址地理位置见图。
该闸的主要作⽤有：防洪：当兴化河⽔位较⾼时，关闸挡⽔，以防⽌兴化河⽔⼊侵兴化渠下游两岸农⽥，保护下游的农⽥和村镇。
灌溉：灌溉期引兴化河⽔北调，以灌溉兴化渠两岸的农⽥。
引⽔冲淤：在枯⽔季节，引兴化河⽔北上⾄下游的⼤成港，以冲淤保港。
7.0北⾄⼤成港9.0渠化11.0 兴闸管所兴化闸兴化河兴化镇闸址位置⽰意图（单位：m）2.规划数据兴化渠为⼈⼯渠道，其剖⾯尺⼨如图所⽰。
渠底⾼程为0.5m，底宽50.0m，两岸边坡均为1:2。
该闸的主要设计组合有以下⼏⽅⾯：11.80.550.0兴化渠剖⾯⽰意图（单位：m）2.1孔⼝设计⽔位、流量根据规划要求，在灌溉期由兴化闸⾃流引兴化河⽔灌溉，引⽔流量为300m3/s，此时闸上游⽔位为7.83m，闸下游⽔位为7.78m；在冬季枯⽔季节由兴化闸⾃流引⽔送⾄下游⼤成港冲淤保港，引⽔流量为100m3/s，此时相应的闸上游⽔位为7.44m，下游为7.38m。
2.2闸室稳定计算⽔位组合（1）设计情况：上游⽔位10.3m，浪⾼0.8m，下游⽔位7.0m。
（2）校核情况：上游⽔位10.7m，浪⾼0.5m，下游⽔位7.0m。
2.3消能防冲设计⽔位组合（1）消能防冲的不利⽔位组合：引⽔流量为300m3/s，相应的上游⽔位10.7m，下游⽔位为7.78m。
（2）下游⽔位流量关系下游⽔位流量关系见表3.地质资料3.1闸基⼟质分布情况根据钻探报告，闸基⼟质分布情况见表层序⾼程（m）⼟质情况标准贯⼊击数（击）Ⅰ11.75～2.40 重粉质壤⼟9～13Ⅱ 2.40～0.7 散粉质壤⼟8Ⅲ0.7～-16.7坚硬粉质粘⼟（局部含铁锰结核）15～21Q（m3/s）0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 H下（m）7.0 7.20 7.38 7.54 7.66 7.74 7.783.2 闸基⼟⼯试验资料根据⼟⼯试验资料，闸基持⼒层为坚硬粉质粘⼟，其内摩擦⾓?=190，凝聚⼒C=60.0Kpa ；天然孔隙⽐e=0.69，天然容重γ=20.3KN/m 3，⽐重G=2.74，变形模量0E =4104?KPa ；建闸所⽤回填⼟为砂壤⼟，其内摩擦⾓?=260，凝聚⼒C=0，天然容重γ=18KN/m 3；混凝⼟的弹性模量E h =710.32?KPa 。
板涧河水库溢洪道闸室稳定计算
渠段 、 闸室控制段 、 泄槽段 、 挑流鼻坎段组成 。 闸 室控 制 段 长 ２ ３ ｍ， 总宽 ３ １ Ｉ Ｔ Ｉ ， 分 为 ３孔 ， 在 中 孔 底 板设 两 道 横 缝 ， 将 闸 室分 为 ３个 部 分 ， 其 中左 右 边孔均为一整体结构 ， 中孔底板为分离式底板 ， 采用 Ｃ ２ ５钢筋 混凝 土结 构 。闸墩顶 高 程上 游 ５ ４ ４ ｍ、下游 ５ ４ １ ． ２ ｉ ｎ ， 边 墩厚 １ ． ５ Ｉ ｎ ， 中墩 厚 ２ Ｉ Ｔ Ｉ ， 上 游墩 头 为半 圆
标准值按 ２ ～ ３ Ｍ Ｐ ａ 考虑 ， 混凝土与微弱风化基岩摩擦 系数 取 ０ ． ６ ５ ， 抗 剪 断摩 擦 系数 取 ０ ． ８ ， 抗 剪断 凝 聚力 取
０． ５ ＭＰａ 。
２ ． ２ 计 算单 元 闸室 在 中孔 底板 设两 道 横缝 ， 将 该 闸 室分 为 ３个 部分 ， 即两边 孔 和 中孔底 板 ， 每个 边孔 包 括 ２个 闸墩 ，
形， 下游 墩头 为 流线形 ， 闸底板 厚 ２ ｍ。进 口为无 底坎 宽顶堰 ， 堰顶 高程 ５ ３ ０ ｍ， 堰 上设 ３扇 ８ ｍｘ ６ １ Ｔ Ｉ 弧 形 工 作 门 ，启 闭 平 台 高程 ５ ４ １ Ｔ Ｉ ，布置 ２ ￣ ２ ５ ０ ｋ Ｎ卷扬 机 。检修 叠梁 门布置 在 弧形 闸 门上 游侧 ， 采 用 电动葫 芦启 吊。 闸室采用 Ｃ ２ ５钢 筋 混 凝 土 结 构 ，边 墩 厚 １ ． ５ ｉ ｎ ， 中墩 和 闸底 板厚 均 为 ２ Ｉ ｎ 。墩顶 部设 交 通 桥连 接 两 岸公 路 ， 桥宽 ８ ｍ。闸 室上 游 侧 闸墩 上 设 门型排
垒 旦 圈
溢 洪道 桩 号 ０ ＋ ０ ０ ０ ０ ＋ ０ ２ ５段 为 闸室段 ，该 段地 面 高程 ５ ４ ０ ～ ５ ７ ０ ｍ。闸室基 础 位于 云梦 山组 第二 岩组 石 英 砂岩 层 中 ，岩层 产 状 Ｎ１ ５ ｏ ～ ３ ０ ｏ Ｅ ／ Ｓ Ｅ・ ２ ５ ｏ ～ ３ ６ 。 ， 岩 层倾 向下游 ， 岩性 坚硬 。设 计 闸 室基 础 位 于微 风化
水闸稳定计算
当硬土层埋深较深时，桩只能插入到软土层的一定深 度，利用桩与周围土壤的摩擦力支承上部荷载，称为摩擦 桩。水闸多采用摩擦桩。
.
（四）其他方法 振冲砂桩法、强夯法、高压
旋喷法、真空预压法等等。
.
回答以下问题：
1、水闸稳定分析包括哪些内容？计算公式是 什么？
2、水闸地基处理有哪些方法？ 3、换土垫层进行地基处理时，砂垫层的作用
1．作用
在软土层厚度较大的地基上，桩基础是解决地基 承载力不足的有效方法。设置桩基础后，能够提高 地基的承载力和抗滑稳定性，减少沉陷量。
2．桩基础型式（按施工方式分）
桩基础按施工方式分为：打入混凝土预制桩和钻 孔灌注混凝土桩两种。
（1）打入式预制桩
打入式预制桩一般采用钢筋混凝土桩，直径 d=0.25~0.55m。现场预制桩的长度在25~30m；工厂 预制桩一般长不超过12m，便于运输。
当闸室抗滑稳定安全系数不能满足规范规定的允许安 全系数时，可采取下列措施提高闸室稳定性。
(1) 适当将闸门向闸室下游一端移动布置，或将底板向上 游端适当加长，充分利用闸室水重。（增加G）
(2) 改变闸室结构尺寸，增加自身重量。
•增加底板厚度时，由于其位于水下，受到水的浮力，有 效重量小，不经济。
•增加闸墩厚度时，虽然增加了自重，但同时也增加了闸 室前缘宽度和挡水面积，因而也同时增加了水平推力。
(5-39)
式中 f’——闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数， 查表5—17；
C’——闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力， kPa，查表5—17
闸室稳定性的判断，要求 ：
土基上： KC [K土] [K土]查表5-13 岩基上： KC [K岩] [K岩]查表5-14
毕业设计水闸的水力计算
第二章水闸的水力计算2-1孔口设计计算因为该闸即要渲泄米湖洪水，又要排除龙河流域的内涝，所以拟规划为平底宽顶堰型式。
计算条件：以排涝流量设计孔径，以泄洪流量校核孔径。
一、闸孔净宽的确定（一）设计状况（排涝）设计龙河水位为2.85m，米湖水位为2.74m。
水深H为3.35m。
（1）流态的判别：h s=3.24 H=3.35 h s/H=3.24/3.35=0.0.97>0.85故出口水流为淹没流,查水闸设计规范（SD133-84）得淹没系数为0.50。
（2）侧收缩系数（ε）的确定边墩及中墩拟采用园弧型墩头，边墩计算厚度采用b b=13.60m，中墩厚度采用1.0m。
P/H=0.5/3.35=0.15中孔b0/b s=5/6=0.833查得εz=0.978边也b0/b s=5/13.60=0.368查得εb=0.933为了控制运用的方便，初步拟定闸孔数为3孔，因此侧收缩系数ε=(εz(N-1)+εb)/N=0.963（3）流量系数：由P/H=0.5/3.35=0.15查规范(SD133-84)得流量系数m=0.434 因此闸孔总净宽B0=Q/σεm(2g)1/2H03/2=84/(0.5×0.963×0.434×(19.6)1/2×3.353/2)=14.8m取净宽B0=15m，故采用3孔，每孔净宽5.0m。
（二）校核状况（泄洪）米湖水位为5.50m，龙河水位为3.80m，闸门全开时水流型式判断：3．5/6=0.58＜0.65故属于孔流。
过流量计算：根据规范（SD133-84）可知：Q=B0σ’μhe(2gH0)1/2B0=15mh e/H=0.58r/h e=0.3/3.5=0.09查表知流量系数：μ=0.555收缩断面水深hc可按下式试算:h c3-T0h c2+αq2/(2gψ2)=0h c——收缩断面水深（m）T0——总势能（m），等于7.1mαc—水流动能校正系数，取1.00q——单宽流量（m3/s.m），等于6 m3/s.mψ——流速系数，采用0.95经试算得h c=0.57m其共厄水深h c”=3.36m(h e- h c”)/(H- h c”)=(3.5-3.36)/(6-3.36)=0.05查表得孔流淹没系数σ’=0.99上游作用水头H0=6.0m因此校核过流能力Q=15×0.99×0.555×3×(19.6×6)1/2=268.1m3/s满足泄洪过流要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（5） 利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板，但闸室自 身的抗滑稳定安全系数不应小于1.0。
三、闸基的沉降
在闸身自重和外荷载作用下，地基土将产生
没收降，过大沉降将影响水闸的正常使用；
不均匀沉降过大时会使底板倾斜，甚至断
裂，影响使用。 最终沉降量S∞ ：
S
n
m
i 1
e1l 1
e2l e1l
第六节
闸室的稳定计算、沉降校核及地 基处理
一、荷载计算及荷载组合 二、稳定分析 三、闸基的沉降 四、地基处理
一、荷载计算及荷载组合
1、荷载
作用在水闸结构 上的主要荷载有 自重、水重、静 水压力、扬压力、 浪压力、泥沙压 力、土压力及地 震荷载等
2、荷载组合
荷载 计算情况
荷载
组合
重 静水 扬压 浪压 泥沙 地震
hi
减小不均匀沉降的措施：
（1）尽量使相邻结构的重量不要相差太大；
（2）重量大的结构先施工，使地基先行预压；
（3）尽量使地基反力分布趋于均匀，闸室结构布置 匀称，使σmax/σmin不超过规定的数值；
（4）分块不宜过大，沉降缝的止水设应能适应地基 的不均匀沉陷的要求。
（5）增强闸室刚度以减小不均匀沉降差；
（6）采用轻型结构和加长底板长度，或增加埋置深 度以减小基地压力
（7）进行必要的地基处理，进行人工加固，以提高 地基承载力
四、地基处理
常用的处理方法： 预压加固法:预压堆石高度，应使预压荷重 约为1.5～2.0倍水闸荷载 ) 换土垫层法 桩基础（深基础）法
沉井基础法 振冲砂石桩法 强夯法 爆炸法 高速旋喷法
AW
当结构布置及受力情况不对称时，按双向偏心受压
公式计算
pmax
m in
G
A
MX WX
My Wy
（2）验算闸室的抗滑稳定
• 粘性土地基上的大型水闸，沿闸室基础底 面的抗滑稳定安全系数宜按下式计算。
• 当闸室承受双向水平向荷载作用时，应验 算其合力方向的抗滑稳定性。
• 土基上水闸沿闸室基础底面的抗滑稳定安 全系数，应按下式之一进行计算。
Pmax
Pm in
3、沿闸室基础底面的抗滑稳定安全系数， 应大于允许值，即
KC KC
4、验算闸基的整体稳定 （1）在竖向荷载作用下的地基承载力 （2）在竖向荷载和水平荷载共同作用下，
地基承载力核算。
2、计算方法
（1）验算闸室基底压力 当结构布置及受力情况对称时
G M
pmax
m in
压力等
地震烈度大于 6 度时考虑地震组合影响
一般分为施工、完建、运用、检修等情况进行计算
二、稳定分析
土基上的闸室稳定计算应满足：
1．闸室平均基底压力≤地基允许承载力
pmax pmin
2
p地基
2．地基反力分布的不均匀程度（闸室上、下 游端地基反力的比值），闸室基底应力的最 大值与最小值之比≤允许值，即
摩擦公式： 抗剪断公式：
KC
f G H
KC tg0
G C0 A H
若KC<[K]，要提高表层抗滑稳定性则需结合工程的 具体情况，采取下列一种或几种抗滑措施：
（1）将闸门位置移向低水位一侧，或将水闸底板向 高水位一侧加长；
（2）适当增大闸室结构尺寸； （3）增加闸室底板的齿墙深度，以提高抗滑力。 （4）增加铺盖长度或在不影响防渗安全的条件下将
说
明
力 压力 力 力 压力 荷载
完整情况 √
基本 正常挡水 √ √ √ √ √ 情况 情况
设计洪水 √ √ √ √ √
情况
施工情况 √
检修情况 √ √ √ √ √ 特殊 情况 校核洪水 √ √ √ √ √
按检修期低水位条件或其他可能时期计算各 种荷载 按校核洪水位进行计算
位情况
地震情况 √ √ √ √ √ √ 按正常挡水位组合计算静水压力、扬压力、浪