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土石坝工程设计计算书指导教师:学生:学号:计算简图如《稳定计算图》4此坝的设计等级为等，根据《碾压式土石坝设计规范》坝坡抗滑稳HI定最小安全系数〉规范的值（非常运用条件正常运用条件Kc Kc
1.10,）故稳定
一、大坝坝顶高程计算根据设计资料可知校核洪水位高程为水库主要建筑物等P=
0.2%
2162.49m,级为三级坝顶安全超高最大风速吹程坝前水深A=
0.4m,V=20m/S D=1500m,大坝基础开挖线高程为坝高H=
2162.49-
2107.93=
54.56m,
2089.63m根据坝高及坝的等级，坝型确定为粘土心墙堆石坝H°=
2162.49-
2089.63=
72.86m,坝坡根据《水工建筑物》表拟定为上游坡第一坡为第二坡为4-3110,
13.25,下游坡第一坡为第二坡为坝坡护面采用块石护坡
12.75,
13.0o KA=
0.5,=〃风向与坝轴线法线方向的夹角18265%6=0°大坝坝顶高程计算设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高；1正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高；2校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高；3正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高+地震安全加高地震沉降和地震4涌浪高度由于时间关系，本次设计只做3顶HA=
267.5+y y=R+e+A式中——坝顶在静水库静水位以上的超高，；最大波浪V mR——在坝坡上的爬高，；最大风壅增水高度，；m em安全超高，；A------m波高采用官厅水库公式计算2h厂”丝^^=
0.
00762.1/32波高2h=
0.0076x20-x|20_201,
9.
819.8i x1500x=
0.803mR=
3.2KA-2h1-tancr=
3.2x
0.5x
0.803xtanl80265=
0.43m「2e£V=
0.0036----------cos2MH八八八入202X1500…=
0.0036x-----------------cos Q°2x98x5456=
3.3my=R+e+A=
0.43+
2.02+
0.4=
2.85m坝顶高程顶H A=
2162.49+y二
2162.49+
2.85=
2165.34m由此知最大坝顶高程为为了减小坝体填筑方量，设高的防
2165.34m,
1.2m浪墙，取坝顶高程进行计算
2164.14m
二、土料设计大坝土料计算物理力学指标凝湿密干密饱和含水率聚筑坝材料渗透系数度度密度比重内摩擦角力名称%cm/sKN/m3KN/m3KN/m3kPa防渗土料
4017.
512.
518.
32.
862.02Xlr17°20玄武岩坝—
2322242.
824.06X10234°40壳料强风化玄—22—
232.
81.15X10-330°30武岩坝基河床砂卵
18.
520.
51.16X10227°28°5砾石层河床残坡—
18.2—
201.16X10225°29°12积层—备注括号内数据为振冲后指标
三、渗流计算土石坝的坝体剖面尺寸初拟后，必须进行渗流计算，为选定经济合理的坝体横断提供依据、根据所初拟剖面尺寸，此渗流计算采用公式计算法中的水力学法1进行计算根据公式尸员*和q H+T2-h+T2/2b尸，q kh-H/2L-Mh+kTh-H,*l/L+
0.44T*T k心墙渗透系数；’坝基渗透系数；k——f坝体渗透系数；k————心墙平均厚度；6心墙埋入基础深度；T——凡——计算情况下的水深依生=卬联立等式计算计算采用北京理正软件设计研究所的《理正岩0=土计算版》进行计算
5.1
①正常蓄水位情况；
②设计洪水位情况；
③校核洪水位情况；
④最不利水位上游坝坡稳定计算由于时间关系，本次设计只做其中一项、计算条件2土坝顶部宽度b=
8.000m土坝顶部高度h=
74.510m上游坡坡率l ml=
3.125下游坡坡率l m2=
2.875坝身渗透系数k=
4.060m/d上游水位hl=
54.560m下游水位h2=
2.000m心墙上游坝顶宽度=
3.000m心墙顶部宽度=
2.000m心墙底部宽度=
31.600m心墙渗透系数=
0.202m/d透水地基深度=
8.200m透水地基渗透系数=
1.150m/d有效深度系数=
1.000排水棱体高度=
14.500m排水棱体宽度=
3.000m棱体临水坡率=
3.000计算简图
8.
00、中间计算结果3L=
520.236mA L=
23.517m透水地基有效深度=
690.736m浸润线计算公式原点=
369.872m浸润线起点坐标=x
170.500m浸润线终点坐标=x
374.886mq=
11.71739注中间计算结果的含义参见规范条、计算结果4hO=
4.579m单位宽度渗流量=
11.753m3/d.m、浸润线计算结果5Xm Ym心墙上游土坝段浸润线:
182.
58152.
274194.
66351.
631206.
74450.
981218.
82650.
32322.
299230.
90749.
65619.109心墙下游土
15.
35310.545坝段浸润
2.000线:
247.
65425.
120273.
101298.
547323.
994349.
440374.886计算简图、渗流量计算6Q=q*l=
132.363m3/d、渗透变形分析及计算7流土与管涌的判别1采用南京水利科学研究院的方法进行当时为管涌Pg^adn/l+dn当器时为流土P adn/1+dn由于资料没有给全，故不能进下一步计算稳定分析计算稳定计算运行工况根据《碾压式土石坝设计规范》规定确定SL274-2001正常运行期1
①正常蓄水位和设计洪水位稳定渗流期大坝上、下坝坡稳定计算；
②水位降落上游坝坡稳定计算；
③最不利水位上游坝坡稳定计算；非正常运行期2
①校核洪水位稳定渗流期大坝上、下坝坡稳定计算；
②正常蓄水位和设计洪水位稳定渗流期遭遇地震大坝上、下坝坡稳定计算；
③水位降落遭遇地震上游坝坡稳定计算
④竣工期上、下坝坡稳定计算由于时间关系，本次设计只做其中一项、该坝设计为心墙碓石坝，故稳定分析采用折线滑动静力法计算1根据平衡式和1Pl—Wlsinal+1/Kc*WIcosaltan p1=0平衡2l/Kc*W2cosa2tan p2+l/Kc*Plsinal-a2tan p2-W2sina2-Plcosa l-a2=0考虑各滑动面上抗剪强度发挥程度一样，两式中安全系数应相等，因此Kc可联立方程求解其计算过程应用进行计算（试算法）Kc.Excel、选定计算水位为米，及下不同值对应的最小稳定安全
22129.68a2=100al系数其中计算得（位以上用湿重度,水位以下用浮重度）根据设计资Wl,W23料，丫湿浮；（（；计算结果如下表=24KN/M3,y=22KN/M3p1=350,p2=320表1计算表（计算水位为）Kc
2129.68sin%cos a2cos ai tanPi w
25957.
4410.
681998360.
73135370.
7002075382687.
52240217743.
10.
984807755024.
0470.
71933980.
694658370.
7002075382553.
22310417743.
10.
984807753924.
3960.
7771459610.
629320390.
7002075382343.
8188617743.
10.98480775sin a2tan42右侧Kcsin a-acos a-a平衡式2左侧
220.
624869350.
5446390350.
173648180.
8386705680.
00131257902.
2180510.
624869350.
5877852520.
173648180.
8090169940.
00216290202.
3037160.
624869350.
6560590290.
754709580.
001913932.
4494060.173648180计算简图如《稳定计算图、、》123此坝的设计等级为等，根据《碾压式土石坝设计规范》坝坡抗滑稳定最HI小安全系数＞规范的值（非常运用条件正常运用条件）故稳定Kc Kc
1.10,
1.
20、选定计算水位为米，及、值计算对应的最小稳定安全系数
32158.98a2al其中计算得（水位以上用湿重度，水位以下用浮重度）根据设计资料Wl,W2丫湿丫浮；（（；计算结果如下表=24KN/M3,=22KN/M3p1=350,p2=320计算表（计算水位为）Kc
2158.98wWi sin%cos ai tan4i Picos a
22931.
9730.
71933980.
694658370.
700207538445.
89231677756.
370.96592583sin a2tan4右侧Kc2sin a-acos a-a平衡式2左侧
220.
624869350.
5150380750.
258819050.
8571673010.
00177420602.01911。
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