土石壩實訓文檔TheStandardizationOfficewasrevisedontheafternoonofDecember13,2020湖南水利水電職業技術學院HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower綜合實訓成就書班級：13級水建一班姓名:莊蕾學號：201302010031指導老師:王菜剛任務下達日期：2015年6月1日設計達成日期：2015年6月7日目錄第一章、設計任務書............................................-4-第二章、基本資料及設計數據....................................-6-2.1設計資料...............................................-6-2.2水位...................................................-7-2.3氣象資料...............................................-7-2.4筑壩資料及壩基巖石物理力學性質..........................-7-第三章、土壩種類及剖面基本尺寸擬定............................-8-3.1壩頂高程..............................................-8-3.2壩坡...................................................-9-3.3排水設備...............................................-9-3.4心墻..................................................-10-第四章、滲流計算.............................................-10-4.1滲流分析的方法........................................-10-4.2單寬流量計算公式......................................-10-4.3浸潤線計算公式........................................-10-第五章、壩坡堅固分析.........................................-11-第一章、設計任務書一、題目土石壩課程設計二、設計資料某水利樞紐，擬定壩型為土質心墻壩，其任務以防洪為主，兼顧發電，澆灌的要求，大壩為3級建筑物，基本資料以下：水電規劃成就。上游設計洪水位355.0m,相應的下游水位為328m；上游校核洪水位356.3m,相應的下游水位為329m；正常高水位354m；死水位339.5m。2.地點資料。河床高程328m,約有l~2m的淤泥層，清基后的最低高程為326m。基巖為石灰巖，節理裂隙少，地質結構優秀。擬定黏土心墻的浸透系數k=1.0*10A(-6)cm/s,壩殼沙壤土的浸透系數k=1.0*10A(-4)cm/s,土壤的內摩擦角0=20.1。，c=15kpa,濕容重vm=19.5kN/m3,浮容重y=10.5kN/m3,飽和容重ysat=20.5kN/m3。其他資料。建議下游設堆石排水棱體，下游壩坡坡比建議1:2.5。風區長度D=900m,多年均勻最暴風速15m/so三、設計內容大壩基本剖面的設計大壩滲流分析，只算設計洪水位采用瑞典圓弧法進行大壩下游壩坡堅固計算，只算設計洪水位四、設計要求計算書應書寫清楚，字體工整，主要計算步驟、計算公式、計算簡圖均應列入，并盡量利用表格編制計算過程。圖紙應整齊，線條及字體應規范，并在規準時間內達成。五、時間安排2014年至2015年第二學期第14周上課次數第?節第二節周一任務熟悉及基本知識復:土石壩基本尺寸計算周二滲流分析滲流分析周三堅固計算堅固計算周四圖紙整理，文本整理圖紙整理，文本整理周五實訓爭論實訓爭論六、課題達成后應提交的資料每位同學按規定的有關格式獨立達成上述設計任務的成就一份，包括：(1)設計說明書。要求說明設計的步驟、依照的理論、采用的公式或方法，必要時將計算成就列入表格°(2)設計圖紙為CAD繪制的基本剖面圖，滲流分析計算圖，瑞典圓弧法堅固分析圖紙。實訓曰志及實訓心得報告。七、成績核查成績核查、成績評定分為：優、良、中、及格、不及格五等級，實訓考勤30%,期中實訓表現占30%,成就作業站40%。八、裝訂請將以下內容裝訂成冊(A4紙打印)，前后次序以下：封面目錄設計任務書實訓報告圖紙實訓總結第二章、基本資料及設計數據2.1設計資料某水利樞紐，擬定壩型為土質心墻壩，其任務以防洪為主，兼顧發電，灌溉的要求，大壩為3級建筑物，基本資料以下：水電規劃成就。上游設計洪水位355.0m,相應的下游水位為328m；±游校核洪水位356.3m,相應的下游水位為329m；正常高水位354m；死水位5mo2.地點資料。河床高程328m,約有廣2m的淤泥層，清基后的最低高程為326m?；鶐r為石灰巖，節理裂隙少，地質結構優秀。擬定黏土心墻的浸透系數k二1.0*10"(-6)cm/s,壩殼沙壤土的浸透系數k=l.0*107-4)cm/s,土壤的內摩擦角屮二20.1。，c=15kpa,濕容重ym=19.5kN/m3;浮容重y'=10.5kN/m3;飽和容重ysat=20.5kN/m3o3.其他資料。建議下游設堆石排水棱體，下游壩坡坡比建議1：2.5。風區長度D二900m,多年均勻最暴風速15m/so2.2水位死水位：339.om；正常蓄水位354.0m；設計洪水位：355.Om；校核洪水位：356.3m;正常蓄水時下游無水；設計洪水時下游水位：328m；校核洪水時下游水位：329mo2.3氣象資料校核洪水情況下均勻最暴風速15m/s；正常蓄水位及設計洪水情況下最狂風速為30m/s,水庫吹程D二900m°采用莆田公式進行波浪要素：波高和波長的計算，情況以下為：1、設計洪水時：均勻波咼hm-O.46m,均勻波長Lm-1-1.2m3、校核洪水時：均勻波高hm二0.22m,均勻波長Lm=6.7m2.4筑壩資料及壩基巖石物理力學性質內摩擦角少(°)=20.1濕容重二19.5浮容重二10.5飽和容重二20.5粘聚力c=15kapa第三章、土壩種類及剖面基本尺寸擬定3.1壩頂高程壩頂高程由水庫靜水位加波浪爬高和壅水面高度及安全加高確定。壩頂高程或壩頂上游防浪墻頂的高程按下式計算：壩頂高程二設計洪水位+正常運用條件的卜加二校核洪水位+特別運用條件的山菲二正常蓄水位+特別運用條件的山‘非+卜加壩頂靜水位超高值按下式計算：Y=+A式中：R——波浪在壩坡上的設計爬高，m；°——風壅水面高度，m；A——安全加高，mo該壩的級別為III級，則正常運行的安全加高A二0.7m,特別運行的安全加高A二0?4mo(1)風壅水面高度的計心導尋COS0算：式中：K——綜合摩阻系數，取3.6x10";v——計算風速，正常運用條件下的5級壩，采用多年均勻離地面10m高的最暴風速的1.5倍，特別運用條件下，采用多年均勻年最暴風速；D——風區長度，為100m；P——計算風向與壩軸線法線的夾角；Hm——水域均勻水深27m,取壩前水深的2/3,為18m。(2)波高和波長的計算，在三種設計工況下分別為:1、設計洪水時：均勻波咼hm-O.46m,均勻波長Lm-14.2m2、校核洪水時：均勻波高hm=0.22m,均勻波長Lm=6.7m(3)均勻波浪爬高的計算-J加厶”vl+w心—均勻波浪爬高，m；加—單坡的坡度系數，取3.0；——斜坡的糙率浸透性系數，依照護面種類為砌石，取K」=0.775.I瓦——經驗系數C最后計算成就：壩頂高程計算運用情況靜水A超咼壩頂高位R程H(m)Y(m)(m)H(m)((m)0.0052.326設計2.150洪水47365504580.785597355578357.較大取0.8940.00185為值357.855978242壩高72590376140.4673?2壩坡因最大壩高約356.3-326.0=30.3m,故采用二級變坡。上游壩坡：從壩頂到壩踵依次為1：2?5下游壩坡：從壩頂到壩踵依次為1:2.5馬道:馬道高不王為343叫馬道寬度取2m,設0.3mx0.3m排溝渠。3?3排水設備堆石棱體排水尺寸確定：頂寬2.Om,內坡1：1.5,外坡1：2,頂部最高水位須超出下游最高水位對I、二級壩不小于1.Om,對III、IV、V級大壩不小于0.om.由已知條件可知，此次設計大壩為川級大壩經過校核洪水位356.3m，相應下游最高洪水位為329.00m,超高取1.5m,所以頂部高程為329.00+1.5=330.5m。3.4心墻心墻尺寸確定：心墻比校核洪水位校高0.5m,所以頂部高程為356.3.00+0.5m=356.8m,壩款取4米，坡度兩邊都取1:0.15。第四章、滲流計算4.1滲流分析的方法采用水力學法進行土壩滲流訃算。求解滲流流量和浸潤線方程。4.2單寬流量計算公式q=空％（其中5為防滲體的等效寬度）經過心墻的單寬流量25經過心墻下游壩殼的單寬流量為2L,聯立二式得：he=8.187239746Q=4.48938E-054.3浸潤線計算公式本設訃僅對河槽截面處進行最大斷面的滲流訃算，并假定地基為不透水。x和y數值X010203040506070.2y二23.6026046034.6858851725.5620391746.3178350486.9924101437.6074016288.187239746第五章、壩坡堅固分析5.1堅固計算條件本設計黏土心墻壩，在正常蓄水位堅固滲流條件下，采用圓弧滑動面堅固計算方法：5.2堅固計算原理假定滑裂面為圓柱面，將滑動面內土體看做剛涂零落，土體繞滑動面的圓心轉動即為邊坡失穩。5?3堅固計算結果表土務編軍號度BsinPicosBihllh2iVnhliV"h2i7gath2i（）（◎+⑨Jsinp⑦+?⑧cos&tan^①②⑤⑥⑦?⑨⑩?00016.53.9127.541.3780.7761.774564130160.1040.99458.93?172.840.43T8.92577.5485759226.296002632120.2080.9782112.9220.530.5659.65589.8340430358.22775483170?2920.9563141.2270.112.1823.7898.7274605785.872616824240.4070.9136150284.7009574268935300.50.866213D258.20081.78992406129.03064516370.6020.7988110205.10059.93577299123.40269217440.6940.71965?099.060026.072079196&785111218540.8090.58820.101.125000.2420441620.909949379-1-63.184.4432.5563.5542.55268723-15.4608314-2-12-0.210.97822.51.247.7812.8125.0121.67501193-15.1252931共計655.2368119577.6813369弧長二87.50133333安全系數K二1.445579109課程總結報告為期一周的課程設計終于在緊張的節奏中湊近結尾，一周的時間，同學們都受益匪淺，它是忙碌的，但更是充分的。課程設計，是《土石壩設計》課程，主假如復習有關知識點。它牽涉到了兩年來所學的有關水工建筑物方面課程如《工程制圖》、《工程力學》、《工程地質與土力學》特別是《水工建筑物》的內容，還涉及到了未曾學習的《資料力學》等課程內容，可以說它是對兩年來前面所學各課程的一個很好總結，更是一個空前未有的實踐性挑戰！一周的時間，是漫長的。可以看出，一每日，同學們多數是一步步熬過來的，因為同學們在設計時對太多東西都不是很確定，像對閘底板的選材及對閘室的校核等部分內容我們未曾做過，這要開銷我們一部分時間去一點一點兒的查找資料學習，在加上校核的頻頻性，說是熬過來的一點兒也不為過。但一周的時間，也是短暫的。超負荷的工作量，讓我們從清晨9點到晚大將近10點除了吃飯把全部的時間都泡在了土石壩設計教室中，但