重力坝设计计算精要.doc

山王庙水库大坝稳定及应力计算 1 基本资料 1.1 坝型选择：山王庙水库大坝采用砼重力坝。 1.2 为了保证大坝的安全，下游设护坦。 1.3 大坝的高度：计算得上游校核水位为2108.98m、设计水位为2108.71m，下游校核水位为2079.00m、设计水位为2078.60m，开挖高程为2075m。坝顶高程为2111.00m,堰顶高程为2108.00m。 粗估最大坝高：2111-2075=36.00m。 1.4 溢流堰：可用曲线型实用堰（长研型、克奥型、WES型）、折线型； 利用当地材料，且为小型溢流坝，采用WES型。 1.5 大坝的稳定及边缘应力计算： 计算时可以考虑风浪及泥沙压力。 建筑物等级为5级建筑物。 1.5.1 实用堰的剖面尺寸： 坝轴线长12.0m； 溢流堰口长10.0m； 堰顶水深：校核水深为0.98m、设计水位为0.71m； 下游水深t：校核水深为4.00m、设计水位为3.60m； 1.5.2 非溢流坝段的剖面尺寸： 坝轴线长：左岸3个坝段、55.0m，右岸6个坝段、100.0m； 上游水位：校核水位为2108.98m、设计水位为2108.71m； 下游水深t：校核水深为4.00m、设计水位为3.50m； 2 溢流坝段的稳定和应力计算：只计算最不利情况——校核洪水时溢流情况； 2108.98 2108.0 2079.0 2089.36 2088.0 下游水位：坝址水位~流量曲线得为2079.0m； 上游水位：2108.98m； 2.60 0.98 W1 33.0 1：0.8 3.20 P2 G1 13.0 G2 W2 4.0 P1 Pr O U1 U2 V1 5.0 25.0 30.00 2.1 荷载计算： 表2-1 溢流坝段荷载计算表 荷载及代号 荷载计算（10KN） 方向 力臂计算（m） 力矩（10KN.m） 坝体自重G1 (1/2)×27.4×33.0×2.4=1085.04 30.0/2-2.6-27.6/3=3.2 3472.128 坝体自重G2 （1/2）×2.6×13.0×2.4=40.56 30/2-2/3×2.6=13.267 538.096 上游水重W1 （1/2）（33.98+20.98）×2.6=71.448 30/2-1.3=13.7 978.838 上游泥沙重Wr （1/2）×2.6×14.36×0.8=14.934 30/2-2.6/3=14.133 211.07 下游水重W2 （1/2）×3.2×4.0=6.40 -（30/2-3.20/3）=-13.93 -89.17 上游水压力P2 （1/2）×33.98×33.98=577.32 33.98/3=11.33 -6539.11 上游泥沙压力Pr （1/2）×14.98×14.98×0.53×0.8=47.57 14.98/3=4.99 -237.53 下游水压力P1 （1/2）×4.02=8.0 （1/3）×4.0=1.333 10.67 堰面动水压力： 1.94×20（COS250-COS530） 6.0 7.23 1.94×20（SIN250+SIN530） 15-2.715=12.285 -59.40 浮托力V1 30.0×4.0=120.0 0 0 渗透压力U1 （1/2）×29.98×0.25×25.0=93.69 -（30/2-5-25/3）=-1.667 -156.15 渗透压力U2 （1/2）×（29.98+7.495）×5.0=93.69 -（30/2-5/2）=-12.5 -1171.10 合计 ∑W ∑P ∑M 不计入扬压力合计 1218.382 616.89 -1655.008 计入扬压力合计 911.002 616.89 -2982.258 2.2 验算抗滑稳定性： (1)采用抗剪断强度公式计算，其稳定安全系数为： K=（f，∑W+C，A）/∑P； 查前述地质提供的数据：f，=1.0，C，=1.10Mpa，代入公式： K=（1.0×911.002+1.10×30.0×100）/616.89=6.83≥2.5（见规范要求），满足稳定要求。 (2)采用抗剪强度公式计算，其稳定安全系数为： K=（f∑W）/∑P； 查前述地质提供的数据：f=0.6，代入公式： K=（0.6×911.002）/616.89=0.886＜1.0（见规范要求）， 不满足稳定要求。 2.3 边缘应力计算： （1）计入扬压力时： σYU/σYd=∑W/B