工學(xué)粘土斜心墻土石壩設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、目 錄第一章 調(diào)洪計(jì)算- 2 -第二章 壩頂高程計(jì)算- 8 -第三章 土石料的設(shè)計(jì)- 10 -3.1粘性土料的設(shè)計(jì)- 10 -計(jì)算公式- 10 -3.1.2 計(jì)算結(jié)果- 11 -3.1.3 土料的選用- 11 -3.2 砂礫料設(shè)計(jì)133.2.1 計(jì)算公式133.2.2 計(jì)算成果13第四章 滲流計(jì)算174.1計(jì)算方法174.2.計(jì)算斷面與計(jì)算情況174.3 逸出點(diǎn)坡降計(jì)算：21第五章 大壩穩(wěn)定分析215.1 計(jì)算方法225.2源程序（VB）235.3 工況選擇與穩(wěn)定計(jì)算成果28第六章 細(xì)部結(jié)構(gòu)計(jì)算286.1 反濾層的設(shè)計(jì)計(jì)算：286.1.1 防滲墻的反濾層：286.1.2 護(hù)坡設(shè)計(jì)：29第七章

2、隧洞水力計(jì)算307.1 設(shè)計(jì)條件307.2 閘門型式與尺寸317.3平洞段底坡317.4 隧洞水面曲線的計(jì)算：31第八章 施工組織設(shè)計(jì)378.1 施工導(dǎo)流計(jì)算37第一章 調(diào)洪計(jì)算主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水重現(xiàn)期100年；非常運(yùn)用（校核）洪水重現(xiàn)期200年。采用隧洞泄洪方案水庫(kù)運(yùn)用方式：洪水來(lái)臨時(shí)用閘門控制下泄流量等于來(lái)流量，水庫(kù)保持汛前限制水位不變，當(dāng)來(lái)流量繼續(xù)加大，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。調(diào)洪演算原理 采用以峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，得出設(shè)計(jì)與校核洪水過(guò)程線.圖 1-1擬定幾組不同堰頂高程Ñ

3、;及孔口寬度B的方案。堰頂自由泄流公式Q=Bm(2g)1/2H3/2可確定設(shè)計(jì)洪水和校核洪水情況下的起調(diào)流量Q起，由Q起開始，假定三條泄洪過(guò)程線（為簡(jiǎn)便計(jì)算，假設(shè)都為直線），在洪水過(guò)程線上查出Q泄，并求出相應(yīng)的蓄水庫(kù)容V。根據(jù)庫(kù)容水位關(guān)系曲線可得相應(yīng)的庫(kù)水位H，由三組（Q泄，H）繪制的QH曲線與由Q=Bm(2g)1/2H3/2繪制的QH曲線相交，所得交點(diǎn)即為所要求的下泄流量及相應(yīng)水位。 方案一：Ñ=2811m, B=8m起調(diào)流量=0.80.50289.6=370.19 m3/s設(shè)計(jì)洪水時(shí)：Q設(shè) =1680 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表1-1假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水

4、 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）70031.86462.562825.0956037.57468.452825.3542044.07474.952825.64QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =490.0m3/s，H=2825.5 m校核洪水時(shí)： Q校=2320 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表 1-2假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）87051.12482.002285.9567761.64492.522826.4148373.06503.942826.74圖1-2QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H

5、3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =555.0m3/s，H=2826.6 m。方案二：Ñ=2814m, B=8m起調(diào)流量=0.80.50289.6=423.29m3/s設(shè)計(jì)洪水時(shí)：Q設(shè) =1680 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表 1-3假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）64534.71384.712820.457531.05381.052828.151027.83377.832821.4QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 575.0m3/s，H=2821.0m校核洪水時(shí)： Q校=2320 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下

6、：表 1-4假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）72055.63405.632822.360860.48410.482822.551565.53415.532822.8圖 1-3QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =665.0 m3/s，H=2822.2m方案三：Ñ=2808m, B=8m起調(diào)流量=0.790.5810.5=476.2 m3/s設(shè)計(jì)洪水時(shí)：Q設(shè) =1680 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表 1-5假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）67030.

7、19380.192820.860032.63382.632821.053035.37385.372821.2QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =650.0 m3/s，H=2820.9m校核洪水時(shí)： Q校=2320 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表 1-6假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）83050.95400.952822.073053.90403.902822.263558.53408.532822.6圖 1-4QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =760.0 m3/s，H=2822.0m方案

8、四：Ñ=2809m, B=8m起調(diào)流量=0.810.589.5=420.2 m3/s設(shè)計(jì)洪水時(shí)：Q設(shè) =1680 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表 1-7假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水量V（10）水庫(kù)水位H（m）67031.56381.562821.060034.15384.152821.253037.05387.052821.2QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =665.0m3/s，H=2821.0m校核洪水時(shí)： Q校=2320 m3/s計(jì)算QH曲線列表如下：表 1-8假設(shè)泄水流量 Q泄 （/s）水庫(kù)攔蓄洪水 V（10）水庫(kù)總水

9、量V（10）水庫(kù)水位H（m）83052.43402.432822.273056.85406.852822.463561.69411.692822.6圖 1-5QH曲線與Q=Bm(2g)1/2H3/2 的交點(diǎn)為：Q泄 =760.0m3/s，H=2822.0m第二章 壩頂高程計(jì)算風(fēng)壅水面高度e= （2-1） 式中 e-計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度，m；D-風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m；K-綜合摩阻系數(shù)，取3.6；-計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，（22.5°）波浪平均波高和平均周期gh/W2 =0.0076W-1/12(gD/ W2)1/3 (2-2)gLm/W2=0.331W-1/2.15(gD/ W2)1/3

10、.75 (2-3)式中 h,gD/W2 在20250之間,為累積頻率5%的波高h(yuǎn)5，gD/W2 在2501000之間,為累積頻率10%的波高h(yuǎn)10，累積頻率P的波高h(yuǎn)p與平均波高h(yuǎn)m的比值可由表查到。平均波浪爬高 (2-4)設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)確定，2級(jí)壩采用累積頻率為1%的爬高值.正向來(lái)波在單坡上的平均波浪爬高可按下式或有關(guān)規(guī)定計(jì)算:式中 Rm平均波浪爬高m單坡的坡度系數(shù),若坡角為a,即等于cota K斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型查規(guī)范得0.78 Kw經(jīng)驗(yàn)系數(shù),查規(guī)范得1.01.壩頂超高 y=R+e+A (2-5)式中y壩頂超高R最大波浪在壩坡上的爬高，m（按規(guī)范二級(jí)大壩設(shè)計(jì)情

11、況為1.0,山區(qū)丘陵去校核情況0.5） e最大風(fēng)壅水面高度 A安全加高（按規(guī)范二級(jí)大壩設(shè)計(jì)情況為1.0,山區(qū)丘陵校核情況0.5）2.壩頂高程 計(jì)算結(jié)果見表2-1表2-1 壩頂高程計(jì)算成果圖項(xiàng)目設(shè)計(jì)+正常運(yùn)用正常+正常運(yùn)用校核+非常運(yùn)用正常+非常運(yùn)用+地震上游靜水位2824.72823.62825.62823.6河底高程2750275027502750壩前水深Hm74.773.675.673.6吹程D15000150001500015000風(fēng)向與壩軸線夾角22.522.522.522.5風(fēng)速w21211414平均波長(zhǎng)Lm17.0019117.0019111.3274811.32748平均波高h(yuǎn)m

12、1.075251.075250.6477320.647732護(hù)坡粗糙系數(shù)K0.780.780.780.78上游壩面坡腳m2.752.752.752.75經(jīng)驗(yàn)系數(shù)kw1111平均波浪爬高Rm1.1397191.1397190.7220360.7220361%波浪爬高R1%2.5415732.5415731.6101391.610139安全超高A110.51風(fēng)浪引起壩前壅高e0.0150120.0152360.0065920.006772超高y3.5565853.5568102.1167322.616911壩頂高程2828.2572827.1572827.7172826.217壩高78.25659

13、77.1568177.7167376.21691壩頂高程沉陷后0.3%2828.4912827.3882827.952826.446沉降后壩高78.4913577.3882877.9498876.44556壩頂高程2829m，壩高79m。第三章 土石料的設(shè)計(jì)3.1粘性土料的設(shè)計(jì)計(jì)算公式粘性土料的填筑密度以壓實(shí)干容重為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并按壓實(shí)度確定：P = gd/gdmax (3-1)式中：P填土的壓實(shí)度； gd設(shè)計(jì)填筑干容重；gdmax標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)最大干容重。對(duì)、級(jí)壩和各種等級(jí)的高壩P應(yīng)不低于0.981.00；對(duì)、級(jí)壩（高壩除外）應(yīng)不低于0.960.98。設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量取在塑限附近略高于塑限，可用下

14、式擬定： = p+ILIp (3-2)式中 p土料的塑限含水量，以小數(shù)計(jì)；Ip土料的塑性指數(shù)，以小數(shù)計(jì)；IL土料的液性指數(shù)，亦稱稠度，高壩可取-0.010.1，低壩可取0.100.20。粘性土料實(shí)際所能達(dá)到的設(shè)計(jì)干容重為：gd = gs(1-Va)/(1+wgs/g0) (3-3)式中： Va壓實(shí)土體單位體積中的含氣率，粘土0.05，壤土0.04，砂壤土0.03； gs土粒容重； OP填筑含水量。要乘以m才可作為設(shè)計(jì)干容重。再用下式校核d1.021.12(d)o (3-4)式中： d設(shè)計(jì)干容重；(d)o土場(chǎng)自然干容重。 計(jì)算結(jié)果粘性土料設(shè)計(jì)的計(jì)算成果見表3-1。 土料的選用上下游共有5個(gè)粘土料

15、場(chǎng)，儲(chǔ)量豐富。因地理位置不同，各料場(chǎng)的物理性質(zhì)，力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也存在一定差異，土料采用以“近而好”為原則。粘粒含量為15%40%之間，均滿足。規(guī)范指出粘土的滲透系數(shù)大于10×10-6 cm/s,所有料場(chǎng)均滿足要求?？扇茺}含量都不大于3%，1#上 的有機(jī)質(zhì)含量為2.20%，大于規(guī)定的2%，故不予采用。2#下 和2#上 的塑性指數(shù)大于20%和液限大于40%，根據(jù)規(guī)范不能作為壩的防滲體材料。3#下 的滲透系數(shù)比1#下 的小，防滲性能好，最大干容重比1#下 的大，壓縮性能好，且3#下 的填筑含水量比天然含水量小，施工時(shí)只需加水，故選3#下 為主料場(chǎng)，1#下 為輔助及備用料場(chǎng)。表3-1 粘

16、性土料設(shè)計(jì)成果表料場(chǎng)比重GS最大容重gdma(kN/m3)最優(yōu)含水量（%）設(shè)計(jì)干容重(g/c m3)塑限含水量p（%）塑性指數(shù)Ip填筑含水量（%）自然含水量（%）孔隙比E濕容重rw(kN/m3)浮容重rb(g/c m3)內(nèi)摩擦角液限（%）滲透系數(shù)10-6有機(jī)含量（%）可容鹽含量（%）1#下2.671569622.0715.53923.1419.4622.521724.80.73418.910.9424.6742.604.3171.730.0702#下2.6716.186521.0216.024622.2021.7020.70424.20.72118.910.9325.5043.904.801.

17、900.0191#上2.6515.303622.3015.150625.0024.5723.77725.60.99017.350.8123.1749.571.902.200.1102#上2.7415.107423.8014.95626.3023.5025.81626.310.9316.370.8221.5049.93.960.250.1103#下2.7017.65816.9017.4814220.0014.0016.27415.90.58019.111.0628.0034.003.001.900.0803.2 砂礫料設(shè)計(jì) 計(jì)算公式壩殼砂礫料填筑的設(shè)計(jì)指標(biāo)以相對(duì)密實(shí)度表示如下：Dr =(emax

18、-e)/(emax-emin) (3-1)或 Dr =(rd-rmin)rmax/(rmax-rmin)rd (3-2)式中：emax最大孔隙比0.7857；emin最小孔隙比0.36986(nmax=0.44,nmin=0.27,e=n/(1-n)e填筑的砂、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的孔隙比；rd填筑的砂、砂卵石或原狀砂、砂卵石干容重。 rd=Gs*9.81/(1+e) （3-3）設(shè)計(jì)相對(duì)密實(shí)度Dr要求不低于0.700.75；地震情況下，浸潤(rùn)線以下土體按設(shè)計(jì)烈度大小Dr不低于0.750.80。 計(jì)算成果砂礫料的計(jì)算成果見表3-2 和表3-3。表3-2 砂礫料計(jì)算成果匯總表料場(chǎng)不均勻系數(shù)Cu

19、>5mm礫石含量（%）比重Gs天然孔隙比相對(duì)密實(shí)度Dr設(shè)計(jì)干容重gd(g/cm3)設(shè)計(jì)孔隙比e.1#上43.87 46.82.750.4810.73218.2160.4802#上26.1247.72.740.5310.61217.560.5303#上26.4152.12.760.4490.81018.6860.4504#上39.8145.42.750.4600.78418.4780.4601#下50.1245.82.750.4810.73218.2160.4802#下42.6642.22.730.4750.74818.1570.4753#下66.0743.32.730.4810.7321

20、8.0830.4804#下45.7145.42.720.5110.66217.6590.510 表3-2 續(xù)料場(chǎng)保持含水量（%）濕容重w(g/cm3)浮容重(g/cm3)內(nèi)摩擦角粘聚力ckPa滲透系數(shù)K（10-2cm/s）1#上51.901.1835°1002.02#上51.821.1436°0002.03#上51.951.2135°4002.04#上51.941.2036°3002.01#下51.901.1835°2002.02#下51.891.1736°4002.03#下51.881.1735°5002.04#下51.8

21、31.1437°1002.0第四章 滲流計(jì)算滲流計(jì)算應(yīng)包括以下內(nèi)容:1.確定壩體浸潤(rùn)線及其下游出逸點(diǎn)的位置，繪制壩體及其壩基內(nèi)的等勢(shì)線分布圖或流網(wǎng)圖；2.確定壩體與壩基的滲流量；3.確定壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降；4.確定庫(kù)水位降落時(shí)上游壩坡內(nèi)的浸潤(rùn)線位置空隙壓力；5.確定壩肩的的等勢(shì)線、滲流量和滲透比降滲流計(jì)算應(yīng)包括以下水位組合情況：1.上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位2.上游設(shè)計(jì)水位與下游相應(yīng)的水位3.上游校核水位與下游相應(yīng)水位4.1計(jì)算方法選擇水力學(xué)方法解決土壩滲流問(wèn)題。根據(jù)壩體內(nèi)部各部分滲流狀況的特點(diǎn)，將壩體分為若干段，應(yīng)用達(dá)西定律近似解

22、土壩滲流問(wèn)題。計(jì)算中假定任一鉛直過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)各點(diǎn)的滲透坡降相等。通過(guò)防滲體流量： q=K(H2-H12)/2 + K2(H-H1)T/D (4-1)通過(guò)防滲體后的流量： q2=K1(H12-T12)/2L1 + KT(H1-T1)T/(L+0.44T) (4-2)假設(shè)：1）不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用；2）由于砂礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出水與下游水位相差不是很大，認(rèn)為不會(huì)形成逸出高度；3）對(duì)于岸坡斷面，下游水位在壩底以下，水流從上往下流時(shí)由于橫向落差，此時(shí)實(shí)際上不為平面滲流，但計(jì)算仍按平面滲流計(jì)算，近似認(rèn)為下游水位為零。由于河床沖積層的作用，岸坡實(shí)際不會(huì)形成逸出點(diǎn)，

23、計(jì)算時(shí)假定浸潤(rùn)線末端即為壩趾。4.2.計(jì)算斷面與計(jì)算情況對(duì)河床中間斷面-以及左右岸坡段各一斷面-、-三個(gè)典型斷面進(jìn)行滲流計(jì)算，斷面的簡(jiǎn)化圖見附錄，計(jì)算按正常蓄水和設(shè)計(jì)洪水兩種情情況進(jìn)行。-斷面：（1）正常蓄水位+相應(yīng)下游水位正常蓄水位2823.6m 下游相應(yīng)的最低水位為2752.2mK=3.0cm/s, K2=1.0 cm/s K1=2.0×10-2 cm/s KT取2.0×10-2 cm/sT1=2.2m T=32m D=0.9m H=73.6m =19.6m L=212.96m L1=195.32m=+ =由= 計(jì)算得： =6.1×, H1=2.63m(2)

24、設(shè)計(jì)水位與下游相應(yīng)的水位H=74.7m T1=5.3m(2755.3-2750) L=212.96m L1=195.32m=+ =由=計(jì)算得： = 6.3, H1=2.94m(3) 校核水位與下游相應(yīng)水位H=75.6m T1=5.5m (2755.45-2750) L=212.96m L1=195.32m=+ =由=計(jì)算得： = 6.4, H1=3.31m-斷面:上游壩底高程取在2752m 處，下游壩底高程取在2802m 處，經(jīng)簡(jiǎn)化近似等效為上下游壩底高程均在2790m，壩與地基的接觸面近似為一水平面，覆蓋層深4m。(1) 正常蓄水位+相應(yīng)下游水位K=3.0cm/s, K2=1.0 cm/s

25、K1=2.0×10-2 cm/s KT取2.0×10-2 cm/s T1=0m T=4m D=0.9m H=33.6m =12.9mL1=100.35m L=110.63m=+ =由=計(jì)算得： = 1.48, H1=0.041m(2) 設(shè)計(jì)水位與下游相應(yīng)的水位H=34.7m L1=100.35m L=110.63m=+ =由=計(jì)算得： = 1.83, H1=0.047m(3) 校核水位與下游相應(yīng)水位H=35.6m L1=100.35m L=110.63m=+ =由=計(jì)算得： = 2.07, H1=0.056m-斷面：上游壩底高程取在2790m 處，下游壩底高程取在2763m

26、 處，經(jīng)簡(jiǎn)化近似等效為上下游壩底高程均在2775m，壩與地基的接觸面近似為一水平面，覆蓋層深28m。（1）正常蓄水位+相應(yīng)下游水位K=3.0cm/s, K2=1.0 cm/s K1=2.0×10-2 cm/s KT取2.0×10-2 cm/sT1=0m T=28m D=0.9m H=48.6m =14.8m L1=172.93m L=188.60m=+ =由= 計(jì)算得： = 3.4, H1=0.237m(2) 設(shè)計(jì)水位與下游相應(yīng)的水位 H=49.7m L1=172.93m L=188.60m=由= 經(jīng)過(guò)試算得： = 3.8, =0.282m(3）校核洪水位與下游相應(yīng)的水位K

27、=3.0cm/s, =50.6m, =0m, =18m, =2.0cm/s， =1.0cm/s,=由= 經(jīng)過(guò)試算得： = 4.3, =0.325m結(jié)果整理如下：表4-1 滲流計(jì)算結(jié)果匯總表 計(jì)算情況計(jì)算項(xiàng)目正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位上游水深H（m）-73.674.775.6-33.634.735.6-48.649.750.6下游水深T1（m）-2.25.35.5-000-000逸出水深H1（m）-2.632.943.11-0.0410.0470.056-0.2370.2820.325滲流量q(10-6m3/s.m)-6.126.356.47-1.481.832.07-3.453.834.3

28、7 4.3 逸出點(diǎn)坡降計(jì)算：用流網(wǎng)法可準(zhǔn)確求出滲流區(qū)任一點(diǎn)的滲透壓力、滲透坡降和滲流量。繪制等勢(shì)線和流網(wǎng)時(shí)，兩者互相正交，并且分割的網(wǎng)格大致長(zhǎng)寬相等。各種工況下滲流逸出點(diǎn)坡降計(jì)算成果如表4-2：-情況正常設(shè)計(jì)校核坡降J3.473.933.38第五章 大壩穩(wěn)定分析土石壩在自重、水荷載、滲透壓力和地震荷載等作用下，若剖面尺寸不當(dāng)或壩體、壩基土料的抗剪強(qiáng)度不足，壩體或壩體連同壩基有可能發(fā)生失穩(wěn)。本設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定分析，主要指邊坡的抗滑穩(wěn)定。穩(wěn)定分析計(jì)算的目的在于分析壩坡在各種不同工作條件下可能產(chǎn)生的失穩(wěn)形式，校核其穩(wěn)定性。5.1 計(jì)算方法以簡(jiǎn)化折線滑動(dòng)法為理論基礎(chǔ)，假設(shè)滑動(dòng)面只在壩殼中，而防滲體不連同壩

29、殼一起滑動(dòng)，如圖5-1所示。圖5-1 穩(wěn)定計(jì)算圖滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度利用充分程度應(yīng)該是一樣的，其安全系數(shù)表達(dá)方式為： 式中：即為安全系數(shù)，為試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。圖中0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向壩坡向?yàn)閄軸，豎直向上為Y軸建立直角坐標(biāo)系統(tǒng)。假設(shè)滑動(dòng)面的三點(diǎn)A、D、C（按一定步長(zhǎng)確定這三點(diǎn)的坐標(biāo)），且滑動(dòng)面不會(huì)切到心墻。其中A點(diǎn)在壩腳斜坡面上移動(dòng)，但不會(huì)到達(dá)壩頂，D點(diǎn)為折坡點(diǎn)，C點(diǎn)在壩體計(jì)算那一面的表面上移動(dòng)，可以到達(dá)壩頂，但不會(huì)移動(dòng)到壩體的另一側(cè)。其他字母如圖所示。計(jì)算中把滑動(dòng)土體ADC（構(gòu)成的滑動(dòng)面）分成三個(gè)滑塊，為相鄰兩土體滑面上的作用力。計(jì)算時(shí)先假設(shè)不同的安全系數(shù)，從第一條土塊的平衡條件中求出

30、，然后將其作用在第二塊上，求出，再作用在第三塊上，看求出是否0，如不平衡則重新假定安全系數(shù)，重復(fù)上述步驟，直到為 0，此時(shí)的即為該滑動(dòng)面的安全系數(shù)。其中，在水位以上的土體所受的重力，用面積乘以天然容重，水位以上，由于浮力作用，乘以浮容重得到。Qi為水平地震慣性力，其值為慣性系數(shù)aij乘以相應(yīng)土體的重量，所有力都可以簡(jiǎn)化到形心處，只考慮力的平衡，不考慮力矩的平衡。設(shè)計(jì)中為簡(jiǎn)化程序起見，還進(jìn)行了以下假定：滑面ED、PQ鉛直，條間力Pi，作用方向總是和上一個(gè)土體平行。這些假定會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果的精確度產(chǎn)生一定影響，但總體影響不是太大，近似計(jì)算中可以忽略。5.2源程序（VB）Option ExplicitP

31、rivate Sub Command1_Click() Dim H As Single, WH As Single, m As Single, R As Single, RF As Single, D As Single, am As Single, ah As Single, Wr As Boolean Dim xa As Single, ya As Single, xb As Single, xc As Single, xc_max As Single, xd As Single, yd As Single, ye As Single, xf As Single, xg As Single

32、, a1 As Single, a2 As Single Dim h1 As Single, h2 As Single, Alf1 As Single, Alf2 As Single, W1 As Single, W2 As Single, F1 As Single, F2 As Single Dim a As Single, b As Single, c As Single, Dlt As Double, k As Single, kc As Single, xd_f As Single, yd_f As Single kc = 5 Wr = False If Option2.Value =

33、 True Then If Text_am.Text = 7 Then am = 3 ah = 0.1 ElseIf Text_am.Text = 8 Then am = 2.5 ah = 0.2 ElseIf Text_am.Text = 9 Then am = 2 ah = 0.4 Else Wr = True End If End If If Text_D.Text = "" Or Text_H.Text = "" Or Text_WH.Text = "" Or Text_m.Text = "" Or Tex

34、t_R.Text = "" Or Text_RF.Text = "" Or Wr = True Then MsgBox "請(qǐng)正確輸入計(jì)算所需數(shù)據(jù)！", 48, "錯(cuò)誤提示" Else H = Val(Text_H.Text) WH = Val(Text_WH.Text) m = Val(Text_m.Text) R = Val(Text_R.Text) RF = Val(Text_RF.Text) D = Val(Text_D.Text) xb = H * m For xa = 0 To xb - ed Step

35、ed ya = xa / m For xd = xa + ed To xb Step ed For yd = ya + ed To xd / m - ed Step ed a2 = Atn(yd - ya) / (xd - xa) ye = xd / m xc_max = xb + D If xa + (H - ya) / Tan(a2) < xc_max Then xc_max = xa + (H - ya) / Tan(a2) End If For xc = xb To xc_max Step ed If xd <> xc Then a1 = Atn(H - yd) /

36、(xc - xd) If WH < ya Or WH = ya Then W1 = (ye - yd) * (xb - xd) + (xc - xb) * (H - yd) * R / 2 W2 = (ye - yd) * (xd - xa) * R / 2 ElseIf WH > ya And WH < yd Or WH = yd Then xf = WH * m xg = xa + (WH - ya) / Tan(a2) W1 = (ye - yd) * (xb - xd) + (xc - xb) * (H - yd) * R / 2 W2 = (xg - xf) * (

37、WH - ya) * RF + (xg - xf) * (ye - WH) + (ye - yd) * (xd - xg) * R) / 2 ElseIf WH > yd And WH < ye Or WH = ye Then xf = WH * m xg = xd + (WH - yd) / Tan(a1) W1 = (ye - WH) * (xb - xd) + (xc - xb) * (H - WH) + (xg - xd) * (H - WH) * R + (xg - xd) * (WH - yd) * RF) / 2 W2 = (xd - xf) * (ye - WH)

38、* R + (xd - xf) * (WH - ya) + (WH - yd) * (xd - xa) * RF) / 2 ElseIf WH > ye Then xf = WH * m xg = xd + (WH - yd) / Tan(a1) W1 = (xg - xf) + (xc - xb) * (H - WH) * R + (xg - xf) * (WH - ye) + (ye - yd) * (xg - xd) * RF) / 2 W2 = (ye - yd) * (xd - xa) * RF / 2 End If If Option1.Value = True Then a

39、 = W1 * Sin(a1) * Cos(a1 - a2) + W2 * Sin(a2) b = -W1 * Cos(a1) * Cos(a1 - a2) * 0.74 - W1 * Sin(a1) * Sin(a1 - a2) * 0.71 - W2 * Cos(a2) * 0.71 c = W1 * Cos(a1) * Sin(a1 - a2) * 0.71 * 0.74 ElseIf Option2.Value = True Then h1 = (ya + yd + ye) / 3 If xc = xb Then h2 = (ye + yd + H) / 3 Else h2 = (ye

40、 + yd + H + H) / 4 End If If H < 40 Or H = 40 Then Alf1 = 1 + h1 / H * (am - 1) Alf2 = 1 + h2 / H * (am - 1) Else If h1 < 0.6 * H Or h1 = 0.6 * H Then Alf1 = 1 + (am - 1) / 3 * h1 / (0.6 * H) Else Alf1 = 1 + (am - 1) / 3 + (h1 - 0.6 * H) / (0.4 * H) * (am - 1 - (am - 1) / 3) End If If h2 <

41、0.6 * H Or h2 = 0.6 * H Then Alf2 = 1 + (am - 1) / 3 * h2 / (0.6 * H) Else Alf2 = 1 + (am - 1) / 3 + (h2 - 0.6 * H) / (0.4 * H) * (am - 1 - (am - 1) / 3) End If End If F1 = ah * 0.25 * W1 * Alf1 F2 = ah * 0.25 * W2 * Alf2 a = (W1 * Sin(a1) + F1 * Cos(a1) * Cos(a1 - a2) + W2 * Sin(a2) + F2 * Cos(a2)

42、b = -W1 * Cos(a1) * Cos(a1 - a2) * 0.74 - (W1 * Sin(a1) + F1 * Cos(a1) * Sin(a1 - a2) * 0.71 - W2 * Cos(a2) * 0.71 c = W1 * Cos(a1) * Sin(a1 - a2) * 0.71 * 0.74 End If Dlt = b 2 - 4 * a * c k = (-b + Sqr(Dlt) / (2 * a) If k < kc Then kc = k xd_f = xd yd_f = yd End If End If Next xc Next yd Next x

43、d Next xa Text_Out.Text = Text_Out.Text & "水位" & Str(WH) & "m，" & "坡度1:" & Str(m) & "時(shí)，滑坡面折點(diǎn)坐標(biāo)為" & "(" & Str(xd_f) & "," & Str(yd_f) & ")" & "，" & "安全系數(shù)為" & Str(kc) & "。" & Chr(13) & Chr(10) End IfEnd SubPrivate Sub Command2_Click() Text_D.Text = 10 Text_H.Text = 77 Text_WH.Text = "" Text_m.Text = "" Text_R.Text = 19.402 Text_RF.Text = 11.759 Text_am.Text = 7 Text_Out.Text = ""E