开敞式溢流堰及重力坝计算
Selected 溢流堰, 重力坝.
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溢流堰
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重力坝
- 溢流堰
- 重力坝
| 开敞式溢流堰水力计算 | |||||||||||||||||||
| 开敞式溢流堰泄流能力计算公式: | |||||||||||||||||||
| 式子:Q—流量,m3/s; | |||||||||||||||||||
| B—溢流堰净宽,m; | |||||||||||||||||||
| Hw—堰顶以上作用水头,m; | |||||||||||||||||||
| m—流量系数,见表C1(《混凝土重力坝设计规范》P71); | |||||||||||||||||||
| C—上游面坡度影响修正系数,上游面为铅直面时,C=1.0; | |||||||||||||||||||
| ε—侧收缩系数,据闸墩厚度及墩头形状而定,ε=0.9~0.95; | |||||||||||||||||||
| σs—淹没系数,视淹没程度而定,不淹没时σs=1.0。 | |||||||||||||||||||
| Q | C | m | ε | σs | B | Hw | Hd | Hw/Hd | Hmax | P(上游堰高) | P/Hd | ||||||||
| 0.000 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 0.0 | 1.296 | 0 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 9.307 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 0.5 | 1.296 | 0.3858 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 12.234 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 0.6 | 1.296 | 0.46296 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 15.416 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 0.7 | 1.296 | 0.54012 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 18.835 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 0.8 | 1.296 | 0.61728 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 22.475 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 0.9 | 1.296 | 0.69444 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 26.323 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.0 | 1.296 | 0.7716 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 29.544 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.08 | 1.296 | 0.83333 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 29.421 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.077 | 1.296 | 0.83102 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 39.017 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.3 | 1.296 | 1.00309 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 43.604 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.4 | 1.296 | 1.08025 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 54.276 | 1.0 | 0.426 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.62 | 1.296 | 1.25 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 63.253 | 1.0 | 0.496 | 0.93 | 1.0 | 15 | 1.621 | 1.296 | 1.25077 | 1.62 | 6 | 4.6296296 | ||||||||
| 经水文计算: | |||||||||||||||||||
| 1、Q设=29.4m3/s; | 对应水位Δ=258.08 | ||||||||||||||||||
| 2、Q校=54.3m3/s | 对应水位Δ=258.62 | ||||||||||||||||||
| 3、堰顶高程:Δ=257.0 。 | |||||||||||||||||||
| 4、坝顶高程:Δ=260.0(反推计算得) | |||||||||||||||||||
| 坝顶高程的确定 | ||||||||||||||||||||||
| 坝顶计算公式: | ||||||||||||||||||||||
| H=h静+Δh | ||||||||||||||||||||||
| Δh=hl+h0+hc | ||||||||||||||||||||||
| hl=0.0166V5/4D1/3 | ||||||||||||||||||||||
| L=10.4hl0.8 | ||||||||||||||||||||||
| 基本数据 | ||||||||||||||||||||||
| 工况 | 设计洪水位 | 校核洪水位 | ||||||||||||||||||||
| 258.08 | 258.62 | |||||||||||||||||||||
| 多年平均最大风速V0 | 18.00 | 12.00 | ||||||||||||||||||||
| 吹程假定D | 0.80 | |||||||||||||||||||||
| Pi | 3.141592654 | |||||||||||||||||||||
| 坝基高程 | 226.70 | |||||||||||||||||||||
| hl波高 | 0.571340988 | 0.344176575 | ||||||||||||||||||||
| L波长 | 6.645836379 | 4.430557586 | ||||||||||||||||||||
| 安全超高 | 设计情况 | 校核情况 | ||||||||||||||||||||
| 0.3 | 0.20 | |||||||||||||||||||||
| ex | 7.66474E+12 | 4.56382E+19 | ||||||||||||||||||||
| e-x | 1.30468E-13 | 4.71253E-20 | ||||||||||||||||||||
| cth | 1.000 | 1.00 | 1.02564989 | 0.63 | ||||||||||||||||||
| Hz波浪中心线高于静水位的高度 | 0.154308906 | 0.083995129 | 0.1714023 | |||||||||||||||||||
| 坝顶高程 | 259.11 | 259.25 | ||||||||||||||||||||
| 取两者较大值 | 259.25 | |||||||||||||||||||||
| 260 | ||||||||||||||||||||||
| 坝顶宽度 | 12.00 | |||||||||||||||||||||
| 坝体剖面拟定 | |||||||||||||||||||
| 一、基本数据 | (计算设计工况) | ||||||||||||||||||
| 尺寸数据 | |||||||||||||||||||
| 其中:H1—设计洪水位与正常高水位,h1为相应下游水位。 | |||||||||||||||||||
| H2—较核洪水位,h2为相应下游水位。 | |||||||||||||||||||
| H3—泥砂淤积高程。 | |||||||||||||||||||
| H0—河床清基后高程。 | |||||||||||||||||||
| H—坝顶高程。 | |||||||||||||||||||
| Yn | n | Ym | m | b | H | H0 | H1 | h1 | H2 | h2 | H3 | ||||||||
| 10 | 0.2 | 6 | 0.8 | 8 | 260 | 226.7 | 258.08 | 238 | 258.62 | 238 | 234.052 | ||||||||
| 地质数据 | |||||||||||||||||||
| 其中:γ砂—泥砂干容重(KN/m3),空隙率ω,φ内摩擦角。 | |||||||||||||||||||
| L1—坝基帷幕灌浆距上游坝踵,L2—排水孔幕距坝锺,α—剩余水头系数。 | |||||||||||||||||||
| T—坝体计算断面沿上、下游方向的长度,m。 | |||||||||||||||||||
| 地震设计烈度为6级。 | |||||||||||||||||||
| γ砂(KN/m3) | γ砂(KN/m3) | γ砼(KN/m3) | γ水(KN/m3) | ω砂 | φ | f | f ' | C' | L1 | L2 | α | T | T-L2 | ||||||
| 6.5 | 13 | 24 | 10 | 0.35 | 18 | 0.4 | 0.58 | 590 | 5.3 | 4 | 0.7 | 34.5 | 30.5 | ||||||
| 二、坝基面强度几抗滑稳定计算 | |||||||||||||||||||
| 注:①a.重心位置于W1与W2之间。 | |||||||||||||||||||
| b.重心位置于W3与W1之间。 | |||||||||||||||||||
| ②判断重心位置: | |||||||||||||||||||
| T/2 | 关系判断 | 下游面 | b | 上游面 | |||||||||||||||
| 17.25 | 满足a | 21.84 | 8 | 4.66 | |||||||||||||||
| ③判断力矩的正(+)、负(-) | |||||||||||||||||||
| ④深水波、浅水波判断 | |||||||||||||||||||
| ΔH(坝高) | λ(波长)设计 | 深、浅水波判断 | |||||||||||||||||
| 33.3 | 6.65 | ΔH>λ2/=3.352 | |||||||||||||||||
| 故,波浪压力按深水波计算 | |||||||||||||||||||
| 荷载 | 计算公式 | 垂直力 | 水平力 | 对坝底中心点力臂(m) | 力矩 | ||||||||||||||
| 逆时针+ | 顺时针为- | ||||||||||||||||||
| 自重 | W1 | 6393.60 | 8.59 | 54921.02 | |||||||||||||||
| W2 | 7154.78 | -2.69 | 19246.37 | ||||||||||||||||
| W3 | 1302.94 | 14.14 | 18427.86 | ||||||||||||||||
| 水压 | P1 | 4923.522 | 10.46 | 51500.04012 | |||||||||||||||
| P2 | 638.45 | 3.77 | 2404.83 | ||||||||||||||||
| 水重 | Q1 | 376.53 | 14.92 | 5617.80 | |||||||||||||||
| Q2 | 542.89 | 15.70 | 8521.56 | ||||||||||||||||
| Q3 | 510.76 | 14.24 | 7271.52 | ||||||||||||||||
| 浪压力 | Pk | 67.265 | 29.41 | 1978.04 | |||||||||||||||
| 55.209 | 29.16 | 1610.15 | |||||||||||||||||
| 泥砂压力 | Pm1 | 92.72918005 | 2.45 | 227.2483106 | |||||||||||||||
| Pm2 | 35.13 | 16.76 | 588.84 | ||||||||||||||||
| 小计 | 16316.63 | 5083.516483 | 693.6589265 | 92092.06 | 80223.22141 | 11868.84 | |||||||||||||
| 扬压力 | u1 | 3898.5 | 0 | 0 | 0 | ||||||||||||||
| u2 | 2143.54 | 3.08 | 6609.248333 | ||||||||||||||||
| u3 | 562.24 | 15.25 | 8574.16 | ||||||||||||||||
| u4 | 120.48 | 15.92 | 1917.64 | ||||||||||||||||
| 小计 | 92092.06 | 97324.27 | -5232.21 | ||||||||||||||||
| 合计 | 16316.63 | 6724.76 | 5083.52 | 693.66 | |||||||||||||||
| 4389.86 | |||||||||||||||||||
| 1、基本荷载组合(正常蓄水位) | |||||||||||||||||||
| (1)抗滑稳定计算 | |||||||||||||||||||
| 抗剪公式: | |||||||||||||||||||
| Σ(W-U) | ΣP | f | K | [K] | |||||||||||||||
| 9591.8717 | 4389.86 | 0.4 | 0.87 | 1.05 | |||||||||||||||
| 抗剪断公式: | |||||||||||||||||||
| Σ(W-U) | ΣP | f ' | C' | A | K | [K] | |||||||||||||
| 9591.872 | 4389.858 | 0.58 | 590.00 | 34.50 | 5.90 | 2.5~3.0 | |||||||||||||
| (2)坝基面强度计算 | |||||||||||||||||||
| 1.上、下游边界垂直正应力计算 | |||||||||||||||||||
| σyu—上游边缘垂直正应力(不计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| σyd—下游边缘垂直正应力(不计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| σyu'—上游边缘垂直正应力(计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| σyd'—下游边缘正应力(计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| a.考虑扬压力时 (单位:KN,KN/m2) | |||||||||||||||||||
| 计算公式: | |||||||||||||||||||
| Σ(W-U)=ΣV | ΣM | T | σyu' | σyd' | σ抗压 | ||||||||||||||
| 9591.8717 | -5232.21 | 34.5 | 251.65 | 304.40 | 1850 | ||||||||||||||
| b.不考虑扬压力时 | |||||||||||||||||||
| ΣW | ΣM | T | σyu | σyd | σ抗压 | ||||||||||||||
| 16316.6317 | 11868.84 | 34.5 | 532.78 | 413.12 | 1850 | ||||||||||||||
| 可见,上游面为压应力,下游面计和不计扬压力均小于坝基允许压应力。 | |||||||||||||||||||
| 考虑计与不计扬压力。因为,扬压力是一种可能存在而不一定存在的荷载,而且扬压力不是一个准确计算得值。 | |||||||||||||||||||
| 2.主应力计算 | |||||||||||||||||||
| (参阅《重力坝》潘家铮主编,P115) | |||||||||||||||||||
| σ1u—上游边缘垂直正应力(计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| σ1d—下游边缘垂直正应力(计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| σ1u'—上游边缘垂直正应力(不计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| σ1d'—下游边缘正应力(不计扬压力时); | |||||||||||||||||||
| a.计扬压力时, | |||||||||||||||||||
| σ1u'=σyu(1+n2) | σ1u' | σ1d' | n | m | σyu' | σyd' | |||||||||||||
| σ1d'=σyd(1+m2) | 261.72 | 499.22 | 0.20 | 0.80 | 251.65 | 304.40 | |||||||||||||
| b.不计扬压力时, | |||||||||||||||||||
| σ1u=σyu(1+n2)-n2pu | σ1u | σ1d | σyu | σyd | pu=P1 | pd=P2 | αγ(H1-H0) | ||||||||||||
| σ1d=σyd(1+m2)-m2pd | 541.54 | 605.19 | 532.78 | 413.12 | 313.80 | 113.00 | 219.66 | ||||||||||||
| 3、坝体内部应力计算 | |||||||||||||||||||
| 用重力法分析坝内应力步骤:(参阅《重力坝》潘家铮主编,P120) | |||||||||||||||||||
| a.先计算上、下游边界垂直正应力σy ,然后根据单元微分体的平衡条件依次 | |||||||||||||||||||
| 计算剪应力τxy及水平正应力σx,最后计算主应力σ1,σ2; | |||||||||||||||||||
| b.先计算上下游边界应力,然后计算内部各点的应力; | |||||||||||||||||||
| c.先计算无扬压力情况,然后计算扬压力产生的应力,并予跌加。 | |||||||||||||||||||
| σy =a+bx(依据σy呈线性分布的假定) | |||||||||||||||||||
| a=σyd=ΣV/T-6ΣM/T2 | |||||||||||||||||||
| b=12ΣM/T3 | |||||||||||||||||||
| a.(无扬压力情况) | |||||||||||||||||||
| σy | a | b | ΣV | ΣM | T | ||||||||||||||
| σy =a+bx | 413.12 | 3.47 | 16316.63 | 11868.84 | 34.50 | ||||||||||||||
| X | 0.00 | 5.00 | 7.00 | 10.00 | 34.90 | ||||||||||||||
| σy | 413.12 | 430.46 | 437.39 | 447.80 | 534.16 | ||||||||||||||
| τxy | |||||||||||||||||||
| 开敞式溢流堰的堰面曲线计算 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一、堰顶下游段堰面曲线 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 式中 : Hd—定型设计水头,按堰顶最大作用水头Hmax的75%~95%计算 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K,n—与上游面倾斜坡度有关的参数,当上游面垂直,k=2.0,n=1.85 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X,Y—以溢流坝顶点为坐标原点的坐标,X以向下有为正,Y以向下为正。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 表一 | 基本数据 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hmax | Hd | k | n | 备注 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.62 | 1.296 | 2 | 1.85 | 取Hmax的80%计 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.62 | 1.215 | 2 | 1.85 | 0.75 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.62 | 1.539 | 2 | 1.85 | 0.95 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 二、堰顶上游段堰面曲线 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 上游坝面为铅直面,R1,R2,R3等参数见下表 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ri | R1 | R2 | R3 | Hd为1.539米,R1=0.5Hd,R2=0.2Hd,R3=0.04Hd | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0.7695 | 0.3078 | 0.06156 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| L(距原点水平距离) | 0.175Hd | 0.276Hd | 0.282Hd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0.269 | 0.425 | 0.434 | 1.539 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 表二 | 堰面曲线 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 当下游面为铅直面时,堰顶下游堰面曲线为:x1.85=2.0Hd0.85y | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Y0.95 | 0.000 | 0.018 | 0.064 | 0.135 | 0.229 | 0.347 | 0.486 | 0.563 | 0.646 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Y'0.95 | Y'0.95=0.5Hd -0.851.85x0.85=0.8(非溢流坝段下游坡斜率) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X | 0.000 | 0.500 | 1.000 | 1.500 | 1.300 | 2.500 | 3.000 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Y'0.95 | 0.000 | 0.356 | 0.641 | 0.905 | 0.801 | 1.397 | 1.631 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.55 | 7.1625 | 9.0725 | Hd | 7.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 11.01 | 11.1 | 11.14 | 11.16 | 11.18 | 6.85 | 6.9 | 6.95 | 7 | 7.05 | 7.1 | 7.15 | 7.2 | 7.25 | 7.3 | 7.35 | 7.4 | 7.45 | 7.5 | 7.55 | 7.6 | 7.65 | 7.7 | 7.75 | 7.8 | 7.85 | 7.9 | 7.95 | 8 | 8.05 | 8.1 | 8.15 | 8.2 | 8.25 | 8.3 | 8.35 | 8.4 | 8.45 | 8.5 | 8.55 | 8.6 | 8.65 | 8.7 | 8.75 | 8.8 | 8.85 | 8.9 | 8.95 | 9 | 9.05 | 9.1 | 9.15 | 9.2 | 9.25 | 9.3 | 9.35 | 9.4 | 9.45 | 9.5 | 9.55 |
| y | 0.00 | 0.09 | 0.33 | 0.69 | 1.17 | 1.77 | 2.48 | 3.30 | 4.23 | 5.25 | 6.39 | 7.62 | 7.63 | 7.74 | 7.80 | 7.82 | 7.85 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| y' | 0.00 | 0.17 | 0.30 | 0.42 | 0.54 | 0.66 | 0.77 | 0.87 | 0.98 | 1.08 | 1.18 | 1.281 | 1.282 | 1.291 | 1.29 | 1.2967 | 1.298719 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1/m | 1.282 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hw | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 7.5 | 8.0 | 8.5 | 9.0 | 9.5 | 10.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hw/Hd | 0.067 | 0.133 | 0.200 | 0.267 | 0.333 | 0.400 | 0.467 | 0.533 | 0.600 | 0.667 | 0.733 | 0.800 | 0.867 | 0.933 | 1.000 | 1.067 | 1.133 | 1.200 | 1.267 | 1.333 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| m | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.446 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hw/Hd | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hw/P | 0.436 | 0.451 | 0.464 | 0.476 | 0.486 | 0.494 | 0.501 | 0.507 | 0.51 | 0.513 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| C | 1.000 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| B | 24 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| g | 9.8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| δs | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ε | 0.936 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| m | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.436 | 0.446 | 0.455 | 0.464 | 0.472 | 0.479 | 0.486 | 0.491 | 0.496 | 0.501 | 0.505 | 0.508 | 0.51 | 0.512 | 0.513 | 0.513 | 0.513 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| H | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5.5 | 6 | 6.5 | 7 | 7.5 | 8 | 8.5 | 9 | 9.5 | 10 | 10.5 | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Q | 15.331 | 43.361 | 79.660 | 122.644 | 171.400 | 225.312 | 290.437 | 362.007 | 440.506 | 524.822 | 614.461 | 710.360 | 809.220 | 913.574 | 1023.398 | 1136.427 | 1252.008 | 1369.459 | 1490.975 | 1613.364 | 1735.867 | 1861.322 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0.175 | 0.276 | 0.282 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| x | 1.3125 | 2.07 | 2.115 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0.5 | 0.2 | 0.04 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| R | 3.75 | 1.5 | 0.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| hp | H | yi | q | cosα | hp | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0269 | 7.5 | 43.714 | 32.3 | 0.6150318 | 1.1984764 | 0.171576433 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0268 | 1.1824897 | 0.155689676 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0267 | 1.1664982 | 0.139798247 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0266 | 1.1505021 | 0.123902145 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0265 | 1.1345014 | 0.108001368 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0264 | 1.1184959 | 0.092095913 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0263 | 1.1024858 | 0.07618578 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0262 | 1.086471 | 0.060270967 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0261 | 1.0704515 | 0.044351471 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.026 | 1.0544273 | 0.02842729 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0259 | 1.0383984 | 0.012498424 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0258 | 1.0223649 | -0.003435131 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.0257 | 1.0063266 | -0.019373375 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 重力坝稳定计算 | ||||||||||||||
| 基本数据 | 泄流量Q | 0.0 | ||||||||||||
| 坝顶高程 | 259.25 | 上游水位 | 548.0 | 堰顶净宽B | 24.0 | L坝轴线下游宽 | 67.1 | |||||||
| 坝基高程 | 467.0 | 相应下游水位 | 490.0 | 闸门高h | 7.0 | 帷幕灌浆廊道离坝轴线距离 | 5.0 | |||||||
| 三角形顶点高程 | 553.0 | 泥沙高程 | 502.5 | Φ1 | 52.0 | 帷幕灌浆廊道离排水管中心线距离 | 2.0 | |||||||
| 坝顶宽b | 6.0 | f'抗剪断摩擦系数 | 0.8 | Φ2 | 22.0 | 坝底宽 | 67.1 | |||||||
| 下游坡率m | 0.8 | c'抗剪断凝聚力 | 100.0 | α1 | 0.5 | H水头差 | 58.0 | |||||||
| 上游坡率n | 0.0 | r砼 | 2.4 | α2 | 0.1 | 坝高 | -207.75 | |||||||
| 风速V0 | 13.0 | r水 | 1.0 | g | 9.8 | 宽高比 | -0.32 | |||||||
| 吹程假定D | 15.0 | r沙 | 1.4 | y计算水深 | 81.0 | |||||||||
| 荷载 | 大小 | 力臂 | 力矩 | |||||||||||
| V1坝自重 | 6922.7 | 11.2 | 77395.3 | |||||||||||
| V2坝自重 | -4174.6 | 27.5 | -114858.9 | |||||||||||
| V3下游水自重 | 206.3 | -27.6 | -5685.9 | |||||||||||
| H1上游静水压力 | -3280.5 | 27.0 | -88573.5 | |||||||||||
| H2下游静水压力 | 264.5 | 7.7 | 2027.8 | |||||||||||
| H3泥沙压力 | -252.1 | 11.8 | -2982.6 | |||||||||||
| H4浪压力 | -1.2 | 80.4 | -96.9 | |||||||||||
| H5动水压力 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||
| V7动水重 | 0.0000 | 0.0 | ||||||||||||
| V8扬压力 | -1542.8 | 0.0 | 0.0 | |||||||||||
| V9扬压力 | -210.3 | 31.4 | -6592.6 | |||||||||||
| V10扬压力 | -31.9 | 27.8 | -885.3 | |||||||||||
| V11扬压力 | -174.2 | 4.2 | -728.3 | 计扬压力情况 | ||||||||||
| 持久状况基本组合 | W | P | U | M | W | P | U | M | ||||||
| 合计(正常情况) | 2954.3 | -3269.3 | -1959.2 | -132774.6 | 995.1 | -3269.3 | -1959.2 | -140980.8 | ||||||
| Ks' | 2.3 | |||||||||||||
| 结论 | 满足 | >=3.0 | ||||||||||||
| 不计扬压力 | ||||||||||||||
| 水平截面上正应力 | σyu | -133.0 | ||||||||||||
| σyd | 221.1 | |||||||||||||
| 剪应力 | τu | 0.0 | pu | 81.0 | ||||||||||
| τd | 154.5 | pd | 23.0 | |||||||||||
| 水平正应力 | σxu | 81.0 | ||||||||||||
| σxd | 143.5 | |||||||||||||
| 主应力 | σ1u | -133.0 | ||||||||||||
| σ1d | 341.6 | |||||||||||||
| σ2u | 81.0 | |||||||||||||
| σ2d | 23.0 | |||||||||||||
| x | 0.0 | 10.0 | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 59.3 | 66.3 | ||||||
| x' | 0.0 | 7.0 | ||||||||||||
| 内部应力计算 | ||||||||||||||
| 坝内水平截面上正应力 | a | 221.1 | b | -5.3 | ||||||||||
| σy= | 221.1 | 168.3 | 115.5 | 62.7 | 9.9 | -42.8 | -91.9 | -128.9 | ||||||
| 坝内剪应力 | a1 | 154.5 | b1 | -4.9 | c1 | 0.0 | ||||||||
| τ | 154.5 | 106.3 | 58.2 | 10.0 | -38.1 | -86.3 | -131.1 | -164.8 | ||||||
| 坝内水平正应力 | a2 | 143.5 | b2 | -3.3 | c2 | 0.0 | d2 | 0.0 | ||||||
| τ'd | 0.5 | τ'u | 0.0 | p' | -58.0 | |||||||||
| σx | 143.5 | 115.1 | 93.0 | 74.4 | 56.1 | 35.2 | 10.7 | -12.4 | ||||||
| 坝内主应力 | ||||||||||||||
| σ1 | 341.6 | 251.3 | 163.5 | 80.2 | 77.6 | 90.9 | 100.2 | 104.1 | ||||||
| σ2 | 23.0 | 32.0 | 45.0 | 57.0 | -11.5 | -98.5 | -181.4 | -245.4 | ||||||
| Φ1 | -119.2 | -119.3 | -124.2 | 94.0 | -92.4 | -103.1 | -107.8 | -110.8 | ||||||
| 计扬压力 | ||||||||||||||
| σy浮托力 | -23.0 | σx | ||||||||||||
| τxy | 0.0 | |||||||||||||
| 全断面渗透压力 | a3 | 6.5 | b3 | 0.1 | ||||||||||
| σy全断面渗透压力 | 0.0 | 1.0 | 1.9 | 2.9 | 3.9 | 4.8 | 5.7 | 6.4 | ||||||
| σx=σy | ||||||||||||||
| τ | 0.0 | |||||||||||||
| σy局部三角形断面渗透压力 | r | 0.1 | p0 | 51.5 | ||||||||||
| a4 | 3.6 | b4 | -0.2 | |||||||||||
| σy | 3.6 | 1.9 | 0.3 | -1.3 | -3.0 | -4.6 | -6.1 | -7.3 | ||||||
| σyu | -7.4 | |||||||||||||
| σyd | 3.6 | |||||||||||||
| o'点下游段 | ||||||||||||||
| o'下游水位以上(y为计算断面水深) | a5 | 2.8 | b5 | -0.1 | c5 | 0.0 | ||||||||
| o'下游水位以下 | a5 | 2.8 | b5 | -0.1 | c5 | 0.00190 | ||||||||
| 剪应力τxy(o' 以上) | 2.8 | 1.9 | 1.1 | 0.3 | -0.6 | -1.4 | -2.2 | -2.8 | ||||||
| o'下游水位以下 | 2.8 | 1.7 | 1.0 | 0.7 | 0.7 | 1.2 | 1.9 | 2.7 | ||||||
| o'点上游段 | [ a5] | 0.0 | [b5] | 0.1 | [c5]≈ | 0.0 | ||||||||
| [c5]尾水位以下 | -0.1 | |||||||||||||
| 剪应力τxy尾水以上 | -2.4 | |||||||||||||
| 剪应力τxy尾水以下 | -5.3 | |||||||||||||
| 水平正应力(o'点下游段) | a6 | 2.2 | b6 | -0.03 | c6 | 0.0 | d6 | 0.0 | ||||||
| 水平正应力尾水位以下 | -0.065 | c6 | 0.0 | d6 | 0.0 | |||||||||
| σx水平正应力尾水位以上 | 2.2 | 1.9 | 1.5 | 1.2 | 0.9 | 0.6 | 0.3 | 0.1 | ||||||
| σx水平正应力尾水位以下 | 2.2 | 1.8 | 2.0 | 2.7 | 3.8 | 5.4 | 7.2 | 8.7 | ||||||
| o'点上游段 | [ a6] | 0.0 | [b6] | -10.3 | [c6]≈ | 0.0 | [d6] | 0.0 | ||||||
| [c6]≈ | 0.0 | 0.031 | ||||||||||||
| σx水平正应力尾水位以上 | 0.3 | -71.8 | ||||||||||||
| σx水平正应力尾水位以下 | 0.3 | 8.7 | ||||||||||||
| 扬压力情况 | ||||||||||||||
| x | 66.3 | 60.0 | 50.0 | 40.0 | 30.0 | 20.0 | 7.0 | 0.0 | ||||||
| σy | -19.4 | -20.1 | -20.8 | -21.4 | -22.1 | -22.8 | -23.4 | -23.9 | ||||||
| σx水平正应力尾水位以上 | -20.8 | -20.2 | -19.5 | -18.9 | -18.2 | -17.6 | -16.6 | -88.3 | ||||||
| σx水平正应力尾水位以下 | -20.8 | -20.2 | -19.1 | -17.4 | -15.3 | -12.8 | -9.8 | 0.8 | ||||||
| 剪应力τxy尾水以上 | 2.8 | 1.9 | 1.1 | 0.3 | -0.6 | -1.4 | -2.2 | -5.1 | ||||||
| 剪应力τxy尾水以下 | 2.8 | 1.7 | 1.0 | 0.7 | 0.7 | 1.2 | 1.9 | -2.6 | ||||||
| 总 应 力 | ||||||||||||||
| σy | 201.6 | 148.2 | 94.7 | 41.3 | -12.2 | -65.6 | -115.3 | -152.8 | ||||||
| σx水平正应力尾水位以上 | 122.7 | 94.9 | 73.5 | 55.5 | 37.9 | 17.7 | -5.9 | -100.7 | ||||||
| σx水平正应力尾水位以下 | 122.7 | 94.8 | 73.9 | 57.0 | 40.8 | 22.4 | 1.0 | -11.6 | ||||||
| 剪应力τxy尾水以上 | 157.3 | 108.3 | 59.3 | 10.3 | -38.7 | -87.7 | -133.3 | -169.9 | ||||||
| 剪应力τxy尾水以下 | 157.3 | 108.0 | 59.2 | 10.7 | -37.4 | -85.1 | -129.2 | -167.4 | ||||||
| 主应力 | ||||||||||||||
| σ1 | 324.3 | 233.0 | 144.3 | 60.9 | 59.0 | 73.1 | 83.5 | 45.2 | ||||||
| σ2尾水位以上 | 0.0 | 10.0 | 23.9 | 35.9 | -33.2 | -121.1 | -204.7 | -298.6 | ||||||
| σ2尾水位以下 | 0.0 | 10.2 | 24.3 | 35.9 | -31.5 | -117.4 | -198.9 | -263.8 | ||||||
| Φ1尾水位以上 | -119.2 | -119.6 | -125.4 | 86.9 | -89.7 | -101.5 | -106.3 | -127.7 | ||||||
| Φ1尾水位以上(度) | -119.2 | -119.6 | -125.7 | 84.4 | -85.9 | -98.4 | -103.3 | -105.5 | ||||||
| 参考检验计算 | 应力检验(应用期) | |||||||||||||
| σyu | -173.2 | 坝面正应力σy | 坝体最小主应力σmin | |||||||||||
| σyd | 202.8 | 不计扬压力 | σymax | 221.1 | <=坝基容许应力 | 15~20MPa(1MPa相当于100t/m2) | -245.4 | >= r*H/4 | 20.3 | |||||
| τu | 0.0 | σymin | -128.9 | >=0 | ||||||||||
| τd | 140.3 | 计扬压力 | σymax | 201.6 | 坝基容许应力 | -263.8 | >=0(压应力) | |||||||
| σxu | 81.0 | σymin | -152.8 | >=0 | ||||||||||
| σxd | 132.4 | |||||||||||||
| 重力坝稳定计算 | ||||||||||||
| 基本数据 | 泄流量Q | 1080.0 | ||||||||||
| 坝顶高程 | 259.25 | 上游水位 | 553.8 | 堰顶净宽B | 24.0 | L坝轴线下游宽 | 66.3 | |||||
| 坝基高程 | 467.0 | 相应下游水位 | 493.6 | 闸门高h | 7.0 | 帷幕灌浆廊道离坝轴线距离 | 5.0 | |||||
| 三角形顶点高程 | 552.0 | 泥沙高程 | 502.5 | Φ1 | 52.0 | 帷幕灌浆廊道离排水管中心线距离 | 2.0 | |||||
| 坝顶宽b | 6.0 | f'抗剪断摩擦系数 | 0.8 | Φ2 | 22.0 | 坝底宽 | 66.3 | |||||
| 下游坡率m | 0.8 | c'抗剪断凝聚力 | 133.0 | α1 | 0.5 | H水头差 | 60.2 | |||||
| 上游坡率n | 0.0 | r砼 | 2.4 | α2 | 0.2 | 坝高 | -207.75 | |||||
| 风速V0 | 13.0 | r水 | 1.0 | g | 9.8 | 宽高比 | -0.32 | |||||
| 吹程假定D | 15.0 | r沙 | 1.4 | y计算水深 | 86.8 | 鼻坎高程 | 495.0 | |||||
| 荷载 | 大小 | 力臂 | 力矩 | |||||||||
| V1坝自重 | 6762.6 | 11.1 | 74726.7 | |||||||||
| V2坝自重 | -4160.2 | 27.1 | -112839.8 | |||||||||
| V3下游水自重 | 276.8 | -26.2 | -7258.1 | |||||||||
| H1上游静水压力 | -3767.1 | 28.9 | -108995.3 | |||||||||
| H2下游静水压力 | 354.8 | 8.9 | 3151.0 | |||||||||
| H3泥沙压力 | -252.1 | 11.8 | -2982.6 | |||||||||
| H4浪压力 | -1.2 | 86.2 | -103.9 | |||||||||
| H5动水压力 | -24.7 | -28.0 | 691.8 | |||||||||
| V7动水重 | 28.8629 | -33.2 | -956.8 | |||||||||
| V8扬压力 | -1766.2 | 0.0 | 0.0 | |||||||||
| V9扬压力 | -218.1 | 31.0 | -6753.1 | |||||||||
| V10扬压力 | -36.1 | 27.3 | -986.0 | |||||||||
| V11扬压力 | -267.6 | 4.1 | -1083.6 | 计扬压力情况 | ||||||||
| 持久状况基本组合 | W | P | U | M | W | P | U | M | ||||
| 合计(校核情况) | 2908.0 | -3690.2 | -2288.0 | -154567.0 | 620.0 | -3690.2 | -2288.0 | -163389.8 | ||||
| Ks' | 2.0 | |||||||||||
| 结论 | 满足 | >=2.5 | ||||||||||
| 不计扬压力情况 | ||||||||||||
| 水平截面上正应力 | σyu | -167.1 | ||||||||||
| σyd | 254.8 | |||||||||||
| 剪应力 | τu | 0.0 | pu | 86.8 | ||||||||
| τd | 178.0 | pd | 26.6 | |||||||||
| 水平正应力 | σxu | 86.8 | ||||||||||
| σxd | 165.5 | |||||||||||
| 主应力 | σ1u | -167.1 | ||||||||||
| σ1d | 393.7 | |||||||||||
| σ2u | 86.8 | |||||||||||
| σ2d | 26.6 | |||||||||||
| x | 0.0 | 10.0 | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 59.3 | 66.3 | ||||
| x' | 0.0 | 7.0 | ||||||||||
| 内部应力计算 | ||||||||||||
| 坝内水平截面上正应力 | a | 254.8 | b | -6.4 | ||||||||
| σy= | 254.8 | 191.2 | 127.6 | 63.9 | 0.3 | -63.4 | -122.6 | -167.1 | ||||
| 坝内剪应力 | a1 | 178.0 | b1 | -5.7 | c1 | 0.0 | ||||||
| τ | 178.0 | 121.4 | 64.9 | 8.3 | -48.3 | -104.8 | -157.4 | -197.0 | ||||
| 坝内水平正应力 | a2 | 165.5 | b2 | -3.9 | c2 | 0.1 | d2 | 0.0 | ||||
| τ'd | 0.5 | τ'u | 0.0 | p' | -60.2 | |||||||
| σx | 165.5 | 131.2 | 104.7 | 82.7 | 61.7 | 38.5 | 11.8 | -13.1 | ||||
| 坝内主应力 | ||||||||||||
| σ1 | 393.7 | 286.3 | 182.0 | 85.8 | 88.2 | 104.1 | 115.8 | 121.4 | ||||
| σ2 | 26.6 | 36.1 | 50.3 | 60.8 | -26.2 | -129.0 | -226.5 | -301.6 | ||||
| Φ1 | -119.2 | -119.6 | -125.7 | 65.2 | -90.3 | -100.7 | -105.1 | -107.8 | ||||
| 计扬压力 | ||||||||||||
| σy浮托力 | -26.6 | σx | ||||||||||
| τxy | 0.0 | |||||||||||
| 全断面渗透压力 | a3 | 10.1 | b3 | 0.2 | ||||||||
| σy全断面渗透压力 | 0.0 | 1.5 | 3.0 | 4.6 | 6.1 | 7.6 | 9.0 | 10.1 | ||||
| σx=σy | ||||||||||||
| τ | 0.0 | |||||||||||
| σy局部三角形断面渗透压力 | r | 0.1 | p0 | 50.1 | ||||||||
| a4 | 3.5 | b4 | -0.2 | |||||||||
| σy | 3.5 | 1.9 | 0.2 | -1.4 | -3.0 | -4.6 | -6.1 | -7.3 | ||||
| σyu | -7.3 | |||||||||||
| σyd | 3.5 | |||||||||||
| o'点下游段 | ||||||||||||
| o'下游水位以上(y为计算断面水深) | a5 | 2.7 | b5 | -0.1 | c5 | 0.0 | ||||||
| o'下游水位以下 | a5 | 2.7 | b5 | -0.1 | c5 | 0.00191 | ||||||
| 剪应力τxy(o' 以上) | 2.7 | 1.9 | 1.0 | 0.1 | -0.7 | -1.6 | -2.4 | -3.0 | ||||
| o'下游水位以下 | 2.7 | 1.6 | 1.0 | 0.6 | 0.7 | 1.2 | 1.9 | 2.7 | ||||
| o'点上游段 | [ a5] | 0.0 | [b5] | 0.1 | [c5]≈ | 0.0 | ||||||
| [c5]尾水位以下 | -0.1 | |||||||||||
| 剪应力τxy尾水以上 | -2.6 | |||||||||||
| 剪应力τxy尾水以下 | -5.5 | |||||||||||
| 水平正应力(o'点下游段) | a6 | 2.1 | b6 | -0.04 | c6 | 0.0 | d6 | 0.0 | ||||
| 水平正应力尾水位以下 | -0.067 | c6 | 0.0 | d6 | 0.0 | |||||||
| σx水平正应力尾水位以上 | 2.1 | 1.8 | 1.4 | 1.0 | 0.7 | 0.3 | 0.0 | -0.3 | ||||
| σx水平正应力尾水位以下 | 2.1 | 1.7 | 1.9 | 2.6 | 3.7 | 5.3 | 7.0 | 8.6 | ||||
| o'点上游段 | [ a6] | 0.0 | [b6] | -10.0 | [c6]≈ | 0.0 | [d6] | 0.0 | ||||
| [c6]≈ | 0.0 | 0.0 | ||||||||||
| σx水平正应力尾水位以上 | 0.0 | -70.1 | ||||||||||
| σx水平正应力尾水位以下 | 0.0 | 8.6 | ||||||||||
| 扬压力情况 | ||||||||||||
| x | 66.3 | 60.0 | 50.0 | 40.0 | 30.0 | 20.0 | 7.0 | 0.0 | ||||
| σy | -23.1 | -23.2 | -23.4 | -23.5 | -23.6 | -23.7 | -23.7 | -23.8 | ||||
| σx水平正应力尾水位以上 | -24.5 | -23.4 | -22.2 | -21.0 | -19.9 | -18.7 | -17.6 | -86.9 | ||||
| σx水平正应力尾水位以下 | -24.5 | -23.4 | -21.7 | -19.5 | -16.8 | -13.8 | -10.6 | 0.6 | ||||
| 剪应力τxy尾水以上 | 2.7 | 1.9 | 1.0 | 0.1 | -0.7 | -1.6 | -2.4 | -5.6 | ||||
| 剪应力τxy尾水以下 | 2.7 | 1.6 | 1.0 | 0.6 | 0.7 | 1.2 | 1.9 | -2.8 | ||||
| 总 应 力 | ||||||||||||
| σy | 231.7 | 167.9 | 104.2 | 40.5 | -23.3 | -87.0 | -146.3 | -190.9 | ||||
| σx水平正应力尾水位以上 | 141.0 | 107.8 | 82.5 | 61.6 | 41.8 | 19.8 | -5.8 | -100.0 | ||||
| σx水平正应力尾水位以下 | 141.0 | 107.8 | 83.0 | 63.2 | 44.9 | 24.7 | 1.3 | -12.5 | ||||
| 剪应力τxy尾水以上 | 180.7 | 123.3 | 65.9 | 8.4 | -49.0 | -106.4 | -159.8 | -202.6 | ||||
| 剪应力τxy尾水以下 | 180.7 | 123.1 | 65.8 | 9.0 | -47.5 | -103.7 | -155.5 | -199.8 | ||||
| 主应力 | ||||||||||||
| σ1 | 372.7 | 264.8 | 160.1 | 64.6 | 68.1 | 85.4 | 98.5 | 62.2 | ||||
| σ2尾水位以上 | 0.0 | 11.0 | 26.6 | 37.5 | -49.5 | -152.7 | -250.6 | -353.1 | ||||
| σ2尾水位以下 | 0.0 | 11.2 | 26.9 | 37.4 | -47.7 | -148.9 | -244.6 | -320.5 | ||||
| Φ1尾水位以上 | -119.2 | -119.9 | -126.7 | 60.5 | -88.6 | -99.5 | -104.1 | -121.5 | ||||
| Φ1尾水位以上(度) | -119.2 | -119.8 | -127.0 | 60.1 | -85.4 | -96.9 | -101.5 | -103.6 | ||||
| 参考检验计算 | 应力检验(应用期) | |||||||||||
| σyu | -213.7 | 坝面正应力σy | 坝体最小主应力σmin | |||||||||
| σyd | 232.4 | 不计扬压力 | σymax | 254.8 | <=坝基容许应力 | 15~20MPa(1MPa相当于100t/m2) | -301.6 | >= r*H/4 | 21.7 | |||
| τu | 0.0 | σymin | -167.1 | >=0 | ||||||||
| τd | 160.5 | 计扬压力 | σymax | 231.7 | 坝基容许应力 | -320.5 | >=0(压应力) | |||||
| σxu | 86.8 | σymin | -190.9 | >=0 | ||||||||
| σxd | 151.8 | |||||||||||