土石坝毕业设计课程设计(编辑修改稿)

土石坝毕业设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

深（m）浸润线高h（m）cosαsinα斜墙厚δ（m）Z （m） （m）通过斜墙q（m3/s）3028262422201819（1） 中间坝段计算查资料可得，即又 下游坡率=，即计算表如下 正常蓄水位中间坝段部分渗流计算浸润线高h（m）坡率sinθ （m）（m）中间坝段K中间坝段q（m3/s）3028262422201819 校核水位时渗流计算（1） 斜墙部分计算 根据坝址处地质、地形资料将坝基高程定为60m。 则； 查资料可得，即 由前可知，沥青混凝土斜墙防渗部分厚度为18cm， 又 , , 故 又 利用公式（55） 即可求得通过中间坝段部分的渗流量，计算表格如下 校核水位斜墙部分渗流计算水深H1（m）浸润线高h（m）cosαsinα斜墙厚δ（m）Z（m）L（m）K1通过斜墙q（m3/s）3028262422211920 （2）中间坝段计算查资料可得K=105cm/s，即K=107cm/s又 下游坡率=，即计算表如下 校核水位中间坝段部分渗流计算浸润线高h（m）　坡率sinθ　（m）　（m）中间坝段K中间坝段q（m）3028262422211920渗流稳定：对非粘性土，渗透破坏形式的判别课参考伊斯托明拿法，根据土体的不均匀系数来判定：时为流土时为管涌时不定 根据砂砾料颗粒级配曲线查得； ，则；，则渗透破坏型式为管涌。 管涌自上而下渗流的临界坡降公式为： （57）式中：——管涌土临界水力坡降； ——土的比重，kN/； ——土壤孔隙率，； ——相应于粘粒级配曲线上含量为5%的粒径，m； ——相应于粘粒级配曲线上含量为20%的粒径，m。 对坝基内水平方向产生的临界坡降为： （58）式中：——土的内摩擦角，（） 管涌的允许坡降为： (自下而上渗流) （59） （水平向渗流） （510) 式中：为安全系数，根据建筑物级别和土壤类别选用，一般取，则有： (自下而上渗流) （水平向渗流）渗流逸出点的实际渗透坡降为： (511) 已知；近似取计算长度L=，则 ；因为，故满足渗透稳定要求。 渗流稳定：对非粘性土，渗透破坏形式的判别课参考伊斯托明拿法，根据土体的不均匀系数来判定：时为流土时为管涌时不定 根据砂砾料颗粒级配曲线查得； ，则；，则渗透破坏型式为管涌。 管涌自上而下渗流的临界坡降公式为： （57）式中：——管涌土临界水力坡降； ——土的比重，kN/； ——土壤孔隙率，； ——相应于粘粒级配曲线上含量为5%的粒径，m； ——相应于粘粒级配曲线上含量为20%的粒径，m。 对坝基内水平方向产生的临界坡降为： （58）式中：——土的内摩擦角，（） 管涌的允许坡降为： (自下而上渗流) （59） （水平向渗流） （510) 式中：为安全系数，根据建筑物级别和土壤类别选用，一般取，则有： (自下而上渗流) （水平向渗流）渗流逸出点的实际渗透坡降为： (511) 已知；近似取计算长度L=，则 ；因为，故满足渗透稳定要求。 6 稳定分析及计算对土石坝进行稳定分析的目的，是通过计算坝体剖面的稳定安全度来检验坝坡在各种工况下是否安全，断面尺寸是否经济合理。 坝坡坍塌失稳滑裂面的形式主要与坝体结构形式、坝基情况和坝的工作条件等因素有关。 主要有以下几种：（1）曲线形滑裂面。 当为黏性土坝坡时，其失稳滑裂面呈上陡下缓的曲面，稳定计算时常假定为一圆柱面，其在坝体剖面的投影是一个圆弧，称滑弧。 滑裂面的位置，如坝基为掩饰或坚硬的土层时，多从坝脚处滑出；当坝基土质与坝体相近或更软弱时，滑裂面可能深入坝基从坝脚滑出。 （2）直线或折线形滑裂面。 当滑裂面通过由砂，沙砾石等材料构成的无黏性土坝坡时，在坝坡剖面上的投影是一直线或折线。 当坝坡干燥或完全浸入水中时呈直线，部分浸水时为折线，斜墙坝上游失稳时，常沿斜墙与坝体交界面滑动。 （3）复合断裂面。 当坝坡由几种不同性质的土料组成或坝基存在软弱层时，滑裂面往往是由直线和曲线组成的复合型，在黏土为曲线，在黏性土内或软弱层上为直线。 计算工况（1）库水位最不利时的上游坝坡，这种不利水位大致在坝底以上1/3坝高处；（2）上游为正常蓄水位时的下游坝坡；（3）校核洪水位下有可能形成稳定渗流的下游坝坡；（4）竣工期。 计算方法本设计只针对最大剖面。 本设计为无黏性土坝壳材料，故采用折线法对土石坝进行稳定分析计算。 控制标准 容许最小抗滑稳定安全系数运用条件工 程 级 别ⅠⅡⅢⅣ正常运用非常运用正常运用加地震 稳定计算属于部分浸水的无黏性土坝坡稳定分析。 对于部分浸水的无黏性土坝坡，因水上水下土力学性能不同，滑裂面近似为一折面，折点高程大致在水位附近。 （1）滑动土体在折点处还形成块间破裂面DE，破裂面的方位当坝基土料内摩擦角大于坝体土料内摩擦角时倾向上游；反之倾向下游。 为分析方便取为铅直方向。 （2）破裂面作用力P与该面法线的夹角等于土料的内磨擦角，为方便计算，假定P与上滑块底裂面平行。 用折线法计算滑动土体的稳定安全系数时，采用“安全的极限平衡法”。 所谓“极限平衡”是认为滑动面上的静摩擦力达到最小值。 “安全”是指上述极限平衡是在一定安全储备条件下的。 假定各滑动面上有相似的安全系数K。 滑动面上土料的抗剪力除以K后作为计算抗剪力。 上游坝坡被分为三段，且每段坡率都不同，稳定计算采用简化边坡，坡率不变，坡率采用中段边坡坡率。 设图（51）ADC为任一滑动面，折点在D点，块间破裂面DE将滑动土体分为两块，其重量分别为、两块间作用力为P，起方向平行与DC。 两块土体底面土料内摩擦角分别为、。 由于块BCDE沿DC方向力的平衡可得[见图62（a）] (61) 由于土块ADE沿AD方向力的平衡得[见图6—2（b）] (62) 联立以上两公式即可得出以下一元二次方程 （63）解出一元二次方程即可得到K值（3）在上述计算中,水位及、都是任意假定的。 为求得最小安全系数,应假设不同的水位和、值。 具体计算时,先假定若干个水位和、值具体计算时，先假定若干水位(至少3种)，在每一水位下假定至少3个，对每个至少假定3个，分别计算出安全系数，其中最小者即为所求坝体稳定安全系数。 1. ，按下式计算安全系数 计算简图如下 稳定计算简图（上游水位在坝底以上1/3处的上游坝坡） 已知：，上游坝坡边坡系数。 (1)分别假设，、,和。 以为例计算，取单宽，重量、分别按下式计算：式中： 水下部分滑裂面坡率为1：，则。 H==。 m=。 坝顶宽度为8m，所以计算简图应为下图 稳定计算真实简图（上游水位在坝底以上1/3处的上游坝坡） 为方便计算，计算简图仍按照63进行：。 已知 比重G＝，孔隙率 则 浮容重为： 则 将已知数据代入公式有：方程可简化为：即： （）计算表格如下： 坝坡稳定计算坝坡稳定计算1　　m　水位h（m）H（m）ED（m）ND（m）BC（m）3111（m2）（m2）(m2)(m2)(kN/m)(kN/m)　(kN/m3)　(kN/m3)　297　abc弧度弧度弧度弧度K1K211146.15478919坝坡稳定计算2　　m　水位h（m）H（m）ED（m）ND（m）BC（m）11（m2）（m2）(m2)(m2)(kN/m)(kN/m)　(kN/m3)　(kN/m3)　297.　abc弧度弧度弧度弧度K1K211200.15806.928.坝坡稳定计算3　　m　水位h（m）H（m）ED（m）ND（m）BC（m）11（m2）（m2）(m2)(m2)(kN/m)(kN/m)　(kN/m3)　(kN/m3)　297　abc弧度弧度弧度弧度K1K21109215159910 （1）分别假设，、,和。 计算表格如下： 坝坡稳定计算坝坡稳定计算1　　m　水位h（m）H（m）ED（m）ND（m）BC（m）3113（m2）（m2）(m2)(m2)(kN/m)(kN/m)　(kN/m3)　(kN/m3)　　abc弧度弧度弧度弧度K1K2坝坡稳定计算2　　m　水位h（m）H（m）ED（m）ND（m）BC（m）13（m2）（m2）(m2)(m2)(kN/m)(kN/m)　(kN/m3)　(kN/m3)　　abc弧度弧度弧度弧度K1K2。