某水库除险加固初步设计(编辑修改稿)

某水库除险加固初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

vgh b (25) 15/420207020   vgDvvgL m (26) 式中： hb— 波高（当 250~2020 vghb时，为累计频率为 5%的波高 %5h ；当 1000~25020 vgh b为 河北工程大学毕业设计 6 累计频率为 10%的波高 %10h ）， m； Lm— 平均波长， m； V0— 计算最大风速（基本组合可采用重现期 50年的最大风速，特殊组合可采用多年最大风速）， m/s；有资料可知 V0= m/s。 D— 风区长度， m；可近似取 D=1000m。 g— 重力加速度，。 计算得 hb =， Lm =。 浪压力可近似按直墙式挡水建筑物的情况计算 单位宽度上的浪压力可按下式计算： )(41 %5 zmwwk hhLP   (27) mmz LHcthLhh  22%5 (28) %5%522ln4 hL hLLHmmmcr   (29) 式中： Pwk—— 单位宽度坝面上的浪压力， kN/m； h5%—— 累计频率为 5%的波高， m； hz —— 波浪中心线至计算水位的高度， m； Hcr—— 使波浪破碎的临界水深， m。 经计算得： hz = Hcr = Pwk = (6)土压力 坝底高程 4m，上下游填土高程均为 0m,土的粘聚力为 0，内摩擦角为 25o。 上游为主动土压力，下游为被动土压力 )245(tan 2  aK 称为主动土压力系数，计算得 )245(tan 2  pK 称为被动 土压力系数，计算得 取土的容重γ =21 kN/ m3 主动土压力 kNKHEaa 22   (210) 河北工程大学毕业设计 7 被动土压力 kNKHEPp 22   (211) 图 22主坝荷载简图 表 21 作用于主坝的各力和力矩大小方向表 荷载 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 7150 P1 2941 P2 U1 0 U2 Psk Pwk Ea Ep Σ 7150 Σ 总 ↓ → ↗ Ⅱ 坝体抗滑稳定计算 PWfK (212) 式中： f— 抗剪强度计算公式中的摩擦系数； 河北工程大学毕业设计 8 W — 作用于坝体上全部荷载（包括扬压力，下同）对滑动平面的法向分值； P — 作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分值； 依据《砌 石坝设计规范》（ SL252020） 规定，在初步设计阶段，砌石体抗滑稳定计算所需的抗剪强度参数，查附录 A表 和附录 A表。 根据地质勘测资料，坝基岩石为坚硬、有微裂隙的岩体，砌石体饱和强度较高，取摩擦系数 f =。 计算 PWfK= ][ 65 6 56 6  K 因此在正常蓄水位下，主坝满足抗滑稳定要求。 Ⅲ 应力计算 根据《水工建筑物》教材中公式 225进行坝基截面应力分析。 2 06 T MTWyu  (213) 2 06 T MTWyd  (214) 式中： uy— 用于坝踵垂直应力， kPa； dy— 用于坝趾垂直应力， kPa； W — 用于坝体上全部荷载（包括扬压力，下同）对 滑动平面的法向分值； 0M— 作用在计算截面以上的全部荷载对坝基截面形心 O的力矩总和， kN•m； T — 计算截面沿上下游方向的长度， m。 k P aT MTWyu )( 22 0  k P aT MTWyd )( 22 0  坝基允许压应力 [ ]=～。 因uy＞ 0，dy＜ [ ]。 未出现拉应力，满足要求。 副坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 Ⅰ 荷载计算 (1)坝体自重 河北工程大学毕业设计 9 kNW 605 (2)水平静水压力 上游水平静水压力 P1 kNHP 2121 221   下游水平静水压力 P2 02P (3)扬压力 U γ H 图 23 副坝坝基处扬 压力 上游水面至坝基距离 H=， 坝基长度 T=。 (4)浪压力 kNPwk  表 22 作用于副坝的各力和力矩大小及方向表 荷载 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 605 P1 P2 0 U 62 Pwk Σ 605 Σ 总 ↓ → ↖ Ⅱ 抗滑稳定计算 河北工程大学毕业设计 10 3 7   PWfK = ][K = 因此在正常蓄水位下，副坝抗滑稳定要求。 Ⅲ 应力计算 k P aT MTWyu 22 0  k P aT MTWyd 22 0  坝基允许压应力 [ ]=～。 因uy＞ 0，dy＜ [ ]。 上游坝踵处未出现拉应力，满足要求。 溢流坝抗滑稳定计算与基应力计算 Ⅰ 荷载计算 (1)坝体自重 kNW  (2)水平静水压力 上游水平静水压力 P1 kNHP 2 94 2211   下游水平静水压力 P2 kNHP 2222   (3)坝基处扬压力 U γ H1γ H 2 图 24 溢流坝坝基处扬压力图 河北工程大学毕业设计 11 kNTHHUUU )(2)( 2121   (4)泥沙压力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222    (5)浪压力 kNPwk  (6)土压力 主动土压力 kNKHEaa 22   被动土压力 kNKHEPp 22   表 23 作用于溢流坝的各力及力矩大小和方向表 荷载 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W P1 2941 P2 U1 0 U2 Psk Pwk Ea Ep Σ Σ 总 ↓ → ↗ Ⅱ 坝体抗滑稳定计算  PWfK = ][ 56 98  K 在正常蓄水位下，溢流坝满足抗滑稳定要求。 Ⅲ 应力计算 河北工程大学毕业设计 12 k P aT MTWyu 4 9 ) 9 8 4 2( 3 9 86 22 0  k P aT MTWyd 3 83 4 9 ) 9 8 4 2( 3 9 86 22 0  坝基允许压应力 [ ]=～。 dy＜ [ ]，下游坝趾处应力满足要求。 因uy＜ 0 ,上游坝踵处出现拉应力，不满足要求。 综上所述，应力不满足要求。 设计洪水位下的抗滑稳定计算与坝基应力计算 在 设 计洪水位下 上游水位 ，下游水位。 主坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 Ⅰ 荷载计算 (1) 坝体自重 kNW 7150 (2)水平静水压力 上游水平静水压力 P1 kNHP 3 2211   下游水平静水压力 P2 kNHP 2222   (3)基处扬压力 U γ H 1γ H 2 图 25主坝坝基处扬压力 河北工程大学毕业设计 13 上游水面至坝基距离 H1=， 下游水面至坝基距离 H2=， 坝基长度 T=。 kNTHHU )(2)( 21   (4)泥沙压力 kNtgtghP nnnsk )245(21 2222    (5)浪压力 kNPwk  (6)土压力 主动土压力 22 aa KHE kN 被动土压力 22 Pp KHE kN 表 24 作用于主坝上的各力及力矩大小和方向表 荷载 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 7150 P1 P2 159 U1 0 U2 Psk Pwk Ea Ep Σ 7150 Σ 总 ↓ → ↗ Ⅱ 坝体抗滑稳定计算  PWfK = ][  K 河北工程大学毕业设计 14 在设计洪水位下，主坝不满足抗滑稳定要求。 Ⅲ 应力计算 k P aT MTWyd )( 22 0  K P aT MTWyd )( 22 0  坝基允许压应力 [ ]=～。 dy＜ [ ]，下游坝趾应力满足要求。 因uy＜ 0， 上游坝踵处出现拉应力，不满足要求。 综上所述，应力不满足要求。 副坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 Ⅰ 荷载计算 (1)坝体自重 kNW 605 (2)水平静水压力 上游水平静水压力 P1 kNHP 221   下游水平静水压力 P2 02P (3)扬压力 U γ H 图 26 副坝坝基处扬压力 上游水面至坝基距离 H =， 坝基长度 T=。 河北工程大学毕业设计 15 KNHTU   (4)浪压力 kNPwk  表 25 作用于副坝的各力和力矩大小及方向表 荷载 垂直力（ kN） 水平力（ kN） 力臂 (m) 力矩（ kN m） ↓ (+) ↑ () → (+) ← () ↖ (+) ↗ () W 605 P1 P2 0 U Pwk Σ 605 Σ 总 ↓ → ↗ Ⅱ 抗滑稳定计算 9 6   PWfK = ][K = 因此在设计洪水位下，副坝抗滑稳定要求。 Ⅲ 应力计算 k P aT MTWyu )( 22 0  k P aT MTWyd )( 22 0  坝基允许压应力 [ ]=～。 因uy＞ 0，dy＜ [ ]。 坝踵处未出现拉应力，满足要求。 溢流坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 Ⅰ 荷载计算 (1)坝体自重 kNW  河北工程大学毕业设计 16。