重力坝分析与计算.doc

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1、—、计算荷载组合:坝体自重：区域①Wll=10*125*24=30000KN方向！区域②W12=0.5*113*73.45*24=99598.2KN方向!Wl=Wll+W12=30000+99598.2=129598.2KN方向!静水压力：垂直水压力PV=0.5*17*17*0.65*9.8=920.47KN方向!水平水压力，上游PHl=0.5*yw*H2=0.5*9.8*1202=70560KN方向下游PH2=0.5*yw*H2=0.5*9.8*172=1416.1KN方向―淤沙压力:Ps=0.5*ysb*hs2*tan2(45-s/2)0.5*8.5*21.82

2、*tan2(45-27/2)=758.47KN方向—扬压力：浮托力Ul=yw*屮B二9.8T7*83.45二13902.77KN方向f渗流力，区域a%=0.5*(1-0.2)*103*7*9.80=2826.32KN方向f区域bU3=L'=7*0.2*103*9.80=1413.16KN方向t区域cU4==0.5*0.2*103*76.45*9.80=7716.86KN方向fU=Ul+U2+U3+U4=13902.77+2826.32+1433.16+7716.86=25859.11KN方向f荷载计算如下图所示:二、沿坝基面的抗滑稳定分析以单宽坝段作为计算单元，按抗

3、剪断强度公式计算，认为坝体混凝土与基岩接触良好,接触面面积为A,采用接触面上的抗剪断参数f和c计算抗滑稳定安全系数。A二83.45-U)+cAEP=(0.92*(129598.2+920.47-25859.11)+750*83.45)7(70560-1416.1+758.47)=2.273满足要求。三、软弱层面抗滑稳定分析双层面抗滑稳定计算，采用剩余推力法。取坝趾处垂直方向左侧为主滑裂面,其中基岩自重W3=/*A=25.5*104.95*tanl5*104.95*0.5=37665.28KN方向I坝体自重W1=129598.2KN方向J上游水重为W4=120*21.

4、8*9.8=25636.8KN方向J静水压力PV二920.46KN方向！W二W1+PV+W3+W4二129598.2+920.46+37665.28+25636.8=193810.74KN方向J水平力^P=69902.37KN方向—扬压力浮托力U1二人*日％=9.8*17*104.95=17484.67KN垂直接触面渗流力区域aU2=0.5*(l-«)*H*(L,+L3)*/w=0.5*(1-0.2)*103*(28.5+21.5)*9.8=20188KN垂直接触面区域bU3二厶*qH*yoj=28.5*0.2*103*9.8=5753.58KN垂直接触面05*aH

5、*L区域cU4=•2/e=0.5*0.2*103*76.45*9.80=7716.86KN计算简图如下图所示:第一次试算：区离坝址距离为m=20米处为辅助滑裂面区域c增加扬压力U'=0.2*103*20/(20+76.45)*76.45*9.8/2=1600.18KN贝9—二U1+U2+U3+U4+LT=17484.67+20188+5753.58+7716.86+1600.18=52743.29KN方向T辅助滑裂面计算忆=28.13*0.5*20*25.5+20*17*9.8=10506.34KN方向T由图表可知在45米处K值最小为2.29。稳定。=(0.2*10

6、3*20*20/(20+76.45)/2+20*17)*9.80=3750.62KN先令主滑裂区处于极限平衡状态，其沿AB面的抗滑稳定安全系数为1,求得R后再计算辅滑裂区沿BC面的抗滑稳定安全系数K2,K2即为整个坝段的抗滑稳定安全系数。由①区处于极限平衡时可以列出Pcosa+Wsina=cosa-Psina-Rsin（0-a）-U}]+c}A+Rcos（©-a）工程经验采用=0,/]=0.3kpa,c}=0.08mpa滑裂面面积A二34.52解得R=70981.58KN带入公式K,=厶[恥山（0+0）+必心0-/

7、+%与.068*■Z?c0S（0+0）_W?sin

8、0公式中，f2,C2取基岩的抗剪断系数，/2=1.0#^2=1.15,A2=28135经过试算得出数据：向下游延伸长度20304043444546475060K3.072.472.302.292.292.292.292.292.302.38四、坝体强度计算材料力学法计算，重力坝坝基而坝踵、坝趾的乖直应力符合下列要求：运用期1）在各种荷载纟I［合下（地震荷载除外），坝跡垂直应力不应出现拉应力，坝趾乖直应力小于坝基容许压应力；2）在地震荷载作用下，坝踵、坝趾的垂克应力符合《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）的要求;施工期坝址铅直应力应小+0.Imp的拉应力