浆砌石重力坝电算

《浆砌石重力坝电算》

课程设计

学生姓名：赖智鸿

学号： 050902209

专业班级：水利水电(2)班

指导教师：许文达

二○○一二年六月二十五日

目录

1.课程设计目的 (2)

2.课程设计题目描述和要求 (3)

3.课程设计报告内容 (3)

3.1 坝体剖面设计 (4)

3.2 稳定计算分析 (11)

3.3 坝体应力分析 (17)

3.4 坝体细部构造设计 (30)

4.结论 (31)

参考书目 (32)

1．课程设计目的

课程设计安排在“水工建筑物”课程内容学习完成之后进行，课程设计作为综合性实践环节，是对平时作业的一个补充，课程设计包括重力坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。

课程设计的目的，是使学生融会贯通《水工建筑物》课程所学专业理论知识，完成重力坝非溢流坝段较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力，提高查阅和应用参考文献和资料的能力。

2．课程设计题目描述和要求 2.1工程概况

某水库位于某河道的上游，库区所在位置属高山峡谷地区。根据当地的经济发展要求需修建水库，该工程以发电、灌溉、防洪为主。拟建的水库总库容1.33亿立方米，电站装机容量9600kw 。 2.2地质条件

1、开挖标准：本工程坝体在河床部分的基岩设计高程定在136.5m 。

2、力学指标：坝体与坝基面接触面的抗剪断摩擦系数f ＇=1.15，粘结力系数c`=650kPa 。

3、基岩抗压强度：15002/cm kN 。 2.3特征水位

经水库规划计算，坝址上、下游特征水位如下： P=0.05%校核洪水位为184m ，相应下游水位为154m ； P=0.2% 设计洪水位为181m ，相应下游水位为152m ； 正常挡水位为179m ；相应下游水位为151m ； 设计情况下，溢流坝的瞎写流量为2200m3/s 校核情况下，溢流坝的瞎写流量为3300m3/s 淤沙高程为158m 。 2.4其他资料

1、筑坝材料：采用浆砌石筑坝，浆砌石容重5.23=c γ3/m kN 。

2、坝基扬压力、坝基防渗处理：根据水库地基情况，设置帷幕灌浆和排水孔幕，帷幕灌浆中心线距上游坝踵6.7m ，排水孔中心线据帷幕中心线2m 。为简化计算起见，扬压力折减系数取0.25。

3、风速与吹程：坝址洪水期多年平均最大风速15m/s ，洪水期50年重现期最大风速17m/s ，坝前吹程3公里。

4、水库淤沙：淤沙浮容重为8.53/m kN ，淤沙内摩擦角 12=ϕ

5、坝址地震基本烈度：根据“中国地震烈度区划图”坝址位于7度区，设防烈度按7度考虑。

6、坝顶有一般交通要求。 3．课程设计报告内容 3.1坝体剖面设计 3.1.1工程等别确定

根据工程资料，拟建的水库总库容20亿立方米，相应的工程等别为Ⅰ级，电站装机容量10800kw ，相应的工程等级为Ⅳ级，

对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等级不同时，其工程等别应按其中最高等别确定，因此，本工程工程等别为Ⅰ级，主要建筑物级别为1级，次要建筑物3级。 3.1.2初步拟定坝体断面 1、基本剖面尺寸的确定

根据已知坝址出的上下游特征洪水位和坝底高程如下表：单位（m ）

表（一）

1）、初步确定底部宽度

按满足强度条件确定坝底的最小宽度T

当库满时：()∑-+=-+=w w c TH

U W W W αγβγγ2

21 （1） ∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---+-=w w w w c c T H H T M αγγβγβγβγγ222

2223212 （2） 上游边缘铅直正应力()()⎥⎦⎤

⎢⎣⎡---+-=2221T H H w w w c yu

γαγββγβγσ （3）

下游边缘铅直正应力()⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡+--=221T H H w w c yd

γββγβγσ （4）

当库空时，令式(1)、式(2)中w γ=0，得：

上游边缘铅直正应力()βγσ-=1H c yu （5） 下游边缘铅直正应力βγσH c yd = （6）

强度控制条件是坝基面不允许出现拉应力。当库空时，由式(5)可以看出：只要β在0～1之间，即上游坡度取正坡，坝基面不出现拉应力。当库满时要使上游不出现拉应力，可令式(4)中=yu σ0，求得坝底宽度为：

()()αβββγγ--+-=

21w

c

H

T ，由该式可知，当H 为一定值时，β值越小，则底

宽也越小。考虑库空时，下游坝面不出现拉应力，可取β=0，求得上游坝面为铅直面的三角形基本剖面的最小底宽（取H 为校核水位的高程对应的高度）：

αγγ-=

w

c

H

T 。 （7）

已知

3323.5/,9.81/,0.25

c w kN m kN m γγα===

采用校核洪水位时所对应的水深，则H=47.5m 带入计算式中，初步计算出来T=32.4 所以m=1:0.682

2）、按满足稳定条件确定坝底最小宽度

根据已知的条件，取单位宽度计算，计算简图，如下;

图（一）重力坝的基本剖面图示

2210.5*9.81*47.511066.9210.5*0.25*465.98*32.41887.222W W P H KN

U HT KN

γαγ======∑∑ （8）

根据已知的条件可以知道A c f ,,,,如下表所示

f'

c' A 1.15

650

32.4

表（二）

所以计算安全稳定系数/K