粘土斜墙土石坝设计说明书.docx

《土石坝电算》
课程设计
学生姓名：
学号： 050902214
专业班级：水利水电(1)班
指导教师：
二○一二年六月二十三日
目录


(2-1)
式中：R为波浪在坝坡上的设计爬高，m；e为风浪引起的坝前水位雍高，m；A为安全加高，m，根据坝的级别按附1选用。
上式中R和e的计算公式很多，主要都是经验和半经验性的，适用于一定的具体条件，按照SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》推荐的公式计算确定。

坝顶宽度根据运行、施工、构造、交通和地震等方面的要求综合研究后确定。SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定：高坝顶宽可选为10—15m，中、低坝顶宽可选为5—10m。坝顶宽度必须考虑心墙或斜墙顶部及反滤层布置的需要。

本设计下游坝壳为堆石料，由附表2可知堆石料完全透水，故无需另外布置排水措施。

斜墙的厚度，主要取决于土料的质量，如容许渗流比降、塑性、抗裂性能等。在设计中通常采用平均容许比降[Ja]SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定：斜墙的Ja不宜大于5。土质防渗体断面应满足渗透比降、下游浸润线和渗透流量的要求。应自上而下逐渐加厚，顶部的水平宽度不宜小于；底部厚度，斜墙不宜小于水头的1/5。土质防渗体顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高。非常运行条件下，防渗体顶部不应低于非常运行条件的静水位。并应核算风浪爬高高度的影响。
当防渗体顶部设有防浪墙时，防渗体顶部高程可不受上述限制，但不得低于正常运用的静水位。

反滤层的作用是滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形破坏以及不同土层界面处的接触冲刷，在土质防渗体与坝壳或坝基透水层之间，坝壳与坝基的透水部位均应尽量满足反滤要求，过渡层则可避免刚度相差较大的两侧土料之间产生急剧变化的变形和应力。
考虑到坝身砂砾料本身所起的反滤作用，故上游坝坡不设反滤层。因坝壳与防渗体之间具有足够厚度反滤层，也可不设过渡层。

护坡型式根据坝的等级、适用条件和当地材料等情况通过技术经济比较确定。
（粘土截水槽）
明挖回填粘土成截水槽,结构简单、工作可靠、。一般设在大坝防渗体的底部（均质坝则多设在靠上游1/3～1/2坝底宽处），横贯整个河床并伸到两岸。截水墙的底宽，应按回填土料的允许比降确定（，～，～），一般取5m～。
.土石坝的渗流分析
土石坝渗流分析主要内容为确定坝体浸润线、确定渗流流速和比降和确定渗流流量。可以采用水力学方法计算。由于本设计土石坝上下游坝体填料透水性均较大，斜墙防渗性很高。坝体浸润线可由水面自由延伸初步确定，故渗流分析的方法不再详细介绍。
.土石坝的稳定分析
工程上采用的土坡稳定分析方法，主要是建立在极限平和理论基础之上的。假设达到极限平衡状态时，土体将沿着某一滑裂面产生剪切破坏而失稳。滑裂面上的各点，土体均处于极限平衡状态，满足摩尔-库伦强度条件。土石坝坝坡稳定分析计算方法有：刚体极限平衡法。极限平衡稳定分析时，按滑动面形状分圆弧法和滑楔法两种。
（竣工时）上游坝坡的稳定安全系数。
本设计分别采用简化的毕肖普法和滑楔法手算计算施工期（竣工时）上游坝坡的稳定安全系数。

在简单条分法的基础上，简化的毕肖普法近似考虑了土条间相互作用力的影响。简化毕肖普法安全系数的表达式如公式2-2：
2-2
式中：Kc安全系数；Wi为土条的自重；b,α分别为土条的宽度和滑裂面的坡角。c’和φ’为有效抗剪强度指标；Q为水平惯性力；R为滑动圆弧半径。

粘土斜墙土石坝，斜墙坝的下游坝坡、斜墙的上游保护层、保护层连同斜墙和坝基中有软弱夹层的滑动等常形成折线形的滑动面。这时，可假设滑动体由若干楔形体组成，采用滑楔法计算稳定安全系数。。
（2-3）
式中：；；，土条一侧的抗滑力；，土条另一侧的下滑力；，作用于土条底部的空隙压力；、，分别为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；，土条一侧的与水平面的夹角；
，土条另一侧的与水平面的夹角。
计算时，首先假定一K值，自右端楔形块起，计算块间作用力P，直至最左端的三角形楔形块，如果式（2-3）方括号[ ]中的值为零，则满足平衡要求，所假定的K值正确，否则修正K值重新计算，直至收敛。
楔形体块间相互作用力P的倾角β，根据工程经验，选取以下数值：β等于楔形块顶面和