某工程重力壩抗滑穩(wěn)定計算書及計算步驟

1、技施設(shè)計 漿砌石重力壩抗滑穩(wěn)定計算書2004年12月 說 明1.計算目的與要求對擬定的體型進行抗滑穩(wěn)定計算，求出擬定體型在各種設(shè)計工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。同時對壩基面的應力進行計算，以論證是否滿足規(guī)定的正常使用極限狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)要求。2.計算基本依據(jù)1. 建筑體型結(jié)構(gòu)尺寸見附圖1；2. 主要地質(zhì)參數(shù)見資料單；3. 材料容重： 漿砌塊石：?。凰喝?；土的飽和溶重3.計算方法及計算公式1. 基本假定1） 壩體為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料；2） 取單寬1米計算，不考慮壩體之間的內(nèi)部應力。3） 本工程規(guī)模小，只計算壩體的抗滑穩(wěn)定，不對壩體剖面進行淺層與深層抗滑穩(wěn)定分析以及壩基面應力分析。

2、2. 地基應力計算按偏心受壓公式計算應力：max=min= 式中 g壩體本身的重力，kn；a壩基的受力面積，m2;m壩體各部分的重力對形心的彎距,kn.m;w作用在計算截面的抗彎截面系數(shù)；3.抗滑穩(wěn)定壩受到鉛直力和水平力的共同作用下，要求沿壩基底面的抗滑力必須大于作用在壩結(jié)構(gòu)水平向的滑動力，并有一定的安全系數(shù)。計算公式為：kc=式中kc結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；g壩的基底總鉛直力，kn；h壩的水平方向總作用力，kn；f壩基底的摩擦系數(shù)。4.計算結(jié)果總表計算工況基地應力（kpa）抗滑系數(shù)最大最小計算值允許值溢流壩完建期128.951.671.05設(shè)計運用情況94.2439.591.25非溢流壩完建

3、期190.246.611.05設(shè)計運用情況98.7887.711.435.結(jié)論經(jīng)由計算可知，該方案，結(jié)構(gòu)能夠滿足漿砌石壩在不同運用時期的地基應力和抗滑穩(wěn)定要求，不會發(fā)生地基沉陷和滑動變形，并滿足經(jīng)濟適用的原則。6.主要參考書目a）漿砌石壩設(shè)計規(guī)范（sl25-91；b）水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范（dl50771997）；c）天津大學祁慶和水工建筑物（上冊）（水利電力出版社1992）溢流壩的穩(wěn)定計算1基本資料 由于壩體受力為平面結(jié)構(gòu)，取單位寬度壩體進行計算。荷載作用方向取為：垂直荷載作用：鉛直向下為正；水平荷載作用：水平向右為正；彎矩作用：逆時針為正。結(jié)構(gòu)尺寸見圖1-1所示。壩寬5.925米，壩高6米

4、，取單寬1米計算。2穩(wěn)定計算2.1完建期（無水情況）取單寬1米計算對壩基上游角點求矩。部位重力(kn)力臂(m) 力矩(kn.m)順時針反時針壩體534.982.541359偏心距：e=b/2-m/g=5.925/2-1359/534.98=0.42基底應力：=128.9(kpa)=51.67(kpa)=max/min=2.492.2設(shè)計情況(水位h=134.46m)2.2.1滲透壓力計算(采用萊因法)認為水平滲徑消能效果僅為垂直滲徑的1/3。計算簡圖如下：上下游的水位差h=4.5m,壩基的水平滲徑l=5.925m,轉(zhuǎn)化成垂直段l=5.925/3=1.975m.總滲徑l=2.5+1.975+0

5、.5=4.975m.滲壓分布圖如下：2.2.2穩(wěn)定計算分析計算簡圖：不考濾土的側(cè)向壓力上游水位134.46荷載計算式垂直力（kn）水平力（kn）對壩底左邊點為原點力矩向下向上向右向左順逆自重w1534.98 534.98 2.54 1358.96 土壓力p1'24.05 24.05 0.83 20.04 p2'8.66 8.66 0.50 4.33 水壓力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

6、 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 揚壓力浮托力96.53 96.53 2.96 285.97 滲透壓力78.19 78.19 1.98 154.42 合計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=5.925/2-1

7、334.40/396.46=-0.40(m)基底應力：=94.24(kpa)=39.59(kpa)其中取e=0.40m（作用點在下游）=max/min=94.24/29.59=2.38表層滑動抗滑安全系數(shù)：kc=1.25>1.05滿足要求。非溢流壩穩(wěn)定計算1. 基本資料：因為非溢流段的壩體為延坡漸變的,在此取其最大斷面計算, 荷載作用方向取為：垂直荷載作用：鉛直向下為正；水平荷載作用：水平向右為正；彎矩作用：逆時針為正。結(jié)構(gòu)如圖2-2所示:2. 穩(wěn)定計算2.1完建期（無水情況）部位重力(kn)力臂(m) 力矩(kn.m)順時針反時針w1410.551.275523.45w2174.573

8、.675641.35w3116.384.24493.16合計701.51658.16偏心距：e=b/2-m/g=5.925/2-1658.16/701.5=0.6基底應力：=190.2(kpa)=46.61(kpa)=max/min=190.2/46.61=4.082.2設(shè)計情況2.2.1滲壓計算(采用萊因法)計算方法與溢流壩計算方法相同.在此計算過程省略，不做一步分析。滲壓分布圖如下：計算簡圖2.2.2穩(wěn)定分析計算簡圖：不考濾土的側(cè)向壓力上游水位134.46下游水位0荷載計算式垂直力（kn）水平力（kn）對壩底左邊點為原點力矩向下向上向右向左順逆自重w1410.55 410.55 1.28

9、523.45 w2174.57 174.57 3.68 641.54 w3 116.38 116.38 4.24 493.16 土壓力p124.05 24.05 0.83 20.04 p216.53 16.53 0.50 8.27 水壓力p3186.12 186.12 2.05 382.17 揚壓力u149.01 149.01 2.57 382.97 合計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)基底應力：=98.78(kpa)=87.71(kpa)其中取e=0.06m（作用點在下游）=max/min=98.78/87.71=1.13表層滑動抗滑安全系數(shù)：kc=1.43>1.05