某工程重力坝抗滑稳定计算书及计算步骤.doc

技施设计 浆砌石重力坝抗滑稳定计算书2004年12月 说 明1.计算目的与要求对拟定的体型进行抗滑稳定计算，求出拟定体型在各种设计工况下的抗滑稳定安全系数。同时对坝基面的应力进行计算，以论证是否满足规定的正常使用极限状态与承载能力极限状态要求。2.计算基本依据1. 建筑体型结构尺寸见附图1；2. 主要地质参数见资料单；3. 材料容重： 浆砌块石：取；水：取；土的饱和溶重3.计算方法及计算公式1. 基本假定1） 坝体为均质、连续、各向同性的弹性材料；2） 取单宽1米计算，不考虑坝体之间的内部应力。3） 本工程规模小，只计算坝体的抗滑稳定，不对坝体剖面进行浅层与深层抗滑稳定分析以及坝基面应力分析。2. 地基应力计算按偏心受压公式计算应力：max=min= 式中 G坝体本身的重力，kN；A坝基的受力面积，m2;M坝体各部分的重力对形心的弯距,kN.M;W作用在计算截面的抗弯截面系数；3.抗滑稳定坝受到铅直力和水平力的共同作用下，要求沿坝基底面的抗滑力必须大于作用在坝结构水平向的滑动力，并有一定的安全系数。计算公式为：KC=式中Kc结构的抗滑稳定安全系数；G坝的基底总铅直力，kN；H坝的水平方向总作用力，kN；f坝基底的摩擦系数。4.计算结果总表计算工况基地应力（KPa）抗滑系数最大最小计算值允许值溢流坝完建期128.951.671.05设计运用情况94.2439.591.25非溢流坝完建期190.246.611.05设计运用情况98.7887.711.435.结论经由计算可知，该方案，结构能够满足浆砌石坝在不同运用时期的地基应力和抗滑稳定要求，不会发生地基沉陷和滑动变形，并满足经济适用的原则。6.主要参考书目a）浆砌石坝设计规范（SL25-91；b）水工建筑物荷载设计规范（DL50771997）；c）天津大学祁庆和水工建筑物（上册）（水利电力出版社1992）溢流坝的稳定计算1基本资料 由于坝体受力为平面结构，取单位宽度坝体进行计算。荷载作用方向取为：垂直荷载作用：铅直向下为正；水平荷载作用：水平向右为正；弯矩作用：逆时针为正。结构尺寸见图1-1所示。坝宽5.925米，坝高6米，取单宽1米计算。2稳定计算2.1完建期（无水情况）取单宽1米计算对坝基上游角点求矩。部位重力(KN)力臂(m) 力矩(KN.M)顺时针反时针坝体534.982.541359偏心距：e=B/2-M/G=5.925/2-1359/534.98=0.42基底应力：=128.9(kpa)=51.67(kpa)=max/min=2.492.2设计情况(水位H=134.46m)2.2.1渗透压力计算(采用莱因法)认为水平渗径消能效果仅为垂直渗径的1/3。计算简图如下：上下游的水位差h=4.5m,坝基的水平渗径l=5.925m,转化成垂直段l=5.925/3=1.975m.总渗径L=2.5+1.975+0.5=4.975m.渗压分布图如下：2.2.2稳定计算分析计算简图：不考滤土的侧向压力上游水位134.46荷载计算式垂直力（KN）水平力（KN）对坝底左边点为原点力矩向下向上向右向左顺逆自重w1534.98 534.98 2.54 1358.96 土压力p124.05 24.05 0.83 20.04 p28.66 8.66 0.50 4.33 水压力p1 65.73 65.73 3.72 244.50 p289.76 89.76 1.25 112.20 p32.94 2.94 0.83 2.45 p46.57 6.57 0.89 5.83 p55.69 5.69 0.25 1.42 p62.35 2.35 0.17 0.39 水重w225.60 25.60 0.38 9.70 w310.59 10.59 3.67 38.91 扬压力浮托力96.53 96.53 2.96 285.97 渗透压力78.19 78.19 1.98 154.42 合计571.18 174.72 182.49 23.28 1786.76 452.36 396.46 159.21 1334.40 G Me B 12AHfkc396.46 1334.40 -0.40 5.93 39.59 94.24 5.93 159.21 0.50 1.25 偏心距：e=B/2-M/G=5.925/2-1334.40/396.46=-0.40(m)基底应力：=94.24(kpa)=39.59(kpa)其中取e=0.40m（作用点在下游）=max/min=94.24/29.59=2.38表层滑动抗滑安全系数：KC=1.251.05满足要求。非溢流坝稳定计算1. 基本资料：因为非溢流段的坝体为延坡渐变的,在此取其最大断面计算, 荷载作用方向取为：垂直荷载作用：铅直向下为正；水平荷载作用：水平向右为正；弯矩作用：逆时针为正。结构如图2-2所示:2. 稳定计算2.1完建期（无水情况）部位重力(KN)力臂(m) 力矩(KN.M)顺时针反时针w1410.551.275523.45w2174.573.675641.35w3116.384.24493.16合计701.51658.16偏心距：e=B/2-M/G=5.925/2-1658.16/701.5=0.6基底应力：=190.2(kpa)=46.61(kpa)=max/min=190.2/46.61=4.082.2设计情况2.2.1渗压计算(采用莱因法)计算方法与溢流坝计算方法相同.在此计算过程省略，不做一步分析。渗压分布图如下：计算简图2.2.2稳定分析计算简图：不考滤土的侧向压力上游水位134.46下游水位0荷载计算式垂直力（KN）水平力（KN）对坝底左边点为原点力矩向下向上向右向左顺逆自重w1410.55 410.55 1.28 523.45 w2174.57 174.57 3.68 641.54 w3 116.38 116.38 4.24 493.16 土压力p124.05 24.05 0.83 20.04 p216.53 16.53 0.50 8.27 水压力p3186.12 186.12 2.05 382.17 扬压力u149.01 149.01 2.57 382.97 合计701.50 149.01 210.18 16.53 2060.37 391.23 552.49 193.65 1669.14 G Me B 12AHfkc552.49 1669.14 -0.06 5.93 87.71 98.78 5.93 193.65 0.50 1.43 偏心距：e=B/2-M/G=5.925/2-1669.14/552.49=-0.06(m)基底应力：=98.78(kpa)=87.71(kpa)其中取e=0.06m（作用点在下游）=max/min=98.78/87.71=1.13表层滑动抗滑安全系数：KC=1.431.05满