混凝土重力坝设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)

混凝土重力坝设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

扬 压力浪 压力冰 压力地 震荷 载动 水压 力土 压力基 本组 合（1）设 计 洪 水 位 情 况12345特 殊组 合（1）校 核 洪 水 位 情 况12345 稳定分析工程实践和试验研究表明，岩基上混凝土重力坝的失稳破坏可能有两种类型：一种是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，包括沿坝与基岩接触面的滑动以及沿坝基岩体内连续软弱结构面产生的深层滑动；另一种是在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起倾斜破坏。 图 431 重力坝失稳破坏示意图（a）沿软弱面深层滑动示意图 (b)倾倒破坏示意图在一般情况中只进行抗滑稳定分析。 本工程也只进行抗滑稳定分析。 1 抗滑稳定计算公式目前常用的有两种公式。 图 432 重力坝沿坝基面抗滑稳定计算示意图（a）沿水平坝基面抗滑稳定 （b）沿倾斜坝基面抗滑稳定（1）摩擦公式此法的基本观点是把滑动面看成是一种接触面，而不是胶结面。 滑动面上的阻滑力只计摩擦力，不计凝聚力。 当滑动面为水平面时，其抗滑稳定安全系数可按下式计算 （4—9） 式中 ——作用于滑动面以上的力在铅直方向投影的代数和； ——作用于滑动面上的力在水平方向投影的代数和； ——滑动面上的抗剪摩擦系数； ——按摩擦公式计算的抗滑稳定安全系数，按表431采用。 当滑动面为倾向上游的倾斜面时，计算公式为 （4—10）式中，为滑动面与水平面的夹角，其他符号同式（4—9）。 由式（4—10）看出，滑动面倾向上游时，对坝体抗滑稳定有利；倾向下游时，角由正变负，滑动力增大，抗滑力减小，对坝的稳定不利。 （2）抗剪断强度公式此法认为，坝与基岩胶结良好，滑动面上的阻滑力包括摩擦力和凝聚力，并直接通过胶结面的抗剪断试验确定抗剪强度的参数和。 其抗滑稳定安全系数由下式计算 （4—11）式中 —坝体与坝基面连接面的抗剪断摩擦系数； —坝体与坝基连接面的抗剪断凝聚力； —坝体与坝基连接面的面积；—按抗剪断公式计算的抗滑稳定安全系数，按表431采用。 表431 抗滑稳定安全系数、安全系数荷载组合坝 的 级 别123基本组合特殊组合（1）特殊组合（2）基本组合特殊组合（1）特殊组合（2）抗剪断强度公式考虑了坝体与基岩的胶结作用，计入了摩擦力和凝聚力，是比较符合坝的实际工作状态，物理概念也较明确。 所以，该水利枢纽工程抗滑稳定计算时采用抗剪断强度公式验算。 2 计算参数的确定抗剪断摩擦系数，凝聚力和抗剪摩擦系数的确定，一般是根据工程的实际情况，野外现场试验测定来选取。 该水利枢纽工程的。 3 计算过程和结果计算过程见计算书，计算结果如表432所示表432 计算安全系数安全系数工作状况系数设计校核各工况下安全系数均大于表431中对应工况下的安全系数，因此该工程满足抗滑稳定要求。 沿坝基深层的抗滑稳定分析由于坝基滑动面、抗裂面的阻滑力受岩石性质、产状等因素的影响，计算结果的精度比坝体与坝基接触面的阻滑力计算还要差。 因此坝基抗滑稳定安全系数一般要求大于坝体的抗滑稳定安全系数。 提高抗滑稳定性的工程措施从上述抗滑稳定分析可以看出，要提高重力坝的稳定性关键在于增加抗滑力。 工程上常采用如下一些措施：① 将坝的上游面做成倾斜或折坡形，利用坝面上的水重来增加的抗滑稳定，但倾斜坡度不宜过大，以防止上游坝面出现拉应力。 ② 将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高稳定性。 若基岩较为坚硬，也可将坝基面开挖成若干段倾向上游的斜面，形成锯齿状，以提高坝基面的抗剪刀能力。 ③ 利用地形、地质特点，在坝踵或坝趾设置深入基岩的齿墙，用以增加抗力提高稳定。 ④ 采用有效的防渗排水或抽水措施，降低扬压力。 ⑤ 利用预加应力提高抗滑稳定性。 应力分析 应力分析方法该水利枢纽工程采用理论计算中的材料力学法进行分析。 用材料力学法计算坝体应力时，一般沿坝轴线切取单宽坝体作为固接于地基上的变截面悬臂梁，按平面问题进行计算。 图441表示非溢流坝横断面的计算简图，并规定坐标方向，作用力及应力的正方向如图所示，即水平外力以指向上游为正，铅直外力以向下为正，力矩以反时针方向为正，正应力以压为正，剪应力以微分体的拉伸对角线在一、三象限为在正。 应力计算1. 坝体边缘应力的计算坝体的最大和最小主应力一般都出现在上下游边缘，而且要计算坝体内部应力也需要以边缘应力作为边界条件。 计算时，应根据工程规模和具体情况，沿坝高方向每隔一定高度（或断面轮廓有突变处）切取水平截面作为计算截面。 图 441 坝体应力计算图（1）水平截面上的边缘正应力和假定任一水平截面上的垂直正应力呈直线分布，可用材料力学偏心受压公式计算。 假定任一水平截面上的垂直正应力呈直线分布。 式中 —作用在计算截面以上全部荷载的铅直分力总和； —作用在计算截面以上全部荷载对截面形心的力矩总和；—计算截面沿上下有方向的宽度。 （2）边缘剪应力和求出和以后，可在上下游边缘、点分别切取三角形微元体。 根据力的平衡条件即可求得： （4—13） （4—14）上两式中 、—计算截面处上下游坝面的水压力强度（如有。