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⑴班
指导教师：
二O—二年六月二十三日
目录
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确定合理经济的土石坝剖面用条件的坝顶超高；
校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；
正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再加地震安全加高。
当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高时值水库静水位与防浪墙顶之间的高差，但在
正常运用条件下，，在非常运用条件下，坝顶不得低于静水位。
坝顶超高 d 按照式(2-1) 计算，对特殊重要的工程，可取 d 大于此计算值。
y=R+e+A (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
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。
坝体排水措施
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。
防渗体
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[J]SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》规定：斜墙的J不宜 aa 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，；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。
反滤层和过渡层
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
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。
坝基处理（粘土截水槽）
明挖回填粘土成截水槽,结构简单、工作可靠、 层深度在15m以内。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（砂壤 土取
,壤土 〜,粘土 〜）, —般取5m〜10m,。插入相 对不透层的深度应不小于 〜。
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。
施工期（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。
简化的毕肖普法
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：
” 工（'b + （W — u b ）tanp ILos a （1 + tan a tan p' / K ）L> --
K i~~i i i―i i i i i C 2 2
c 工 W sin a +Z Qe / R
i i i i
式中：Kc安全系数；Wi为土条的自重；b,a分别为土条的宽度和滑裂面的坡角。c' 和屮'为有效抗剪强度指标；Q为水平惯性力；R为滑动圆弧半径。
滑楔法
粘土斜墙土