《重力壩計算實例》課件

重力壩計算實例重力壩概述1定義重力壩是一種利用自身重量抵抗水壓力和各種外力的壩型。2主要特點結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，適用于各種地質(zhì)條件，是目前應(yīng)用最廣泛的壩型之一。3組成重力壩主要由壩體、基礎(chǔ)、溢洪道和泄洪閘等部分組成。重力壩的主要作用攔截洪水重力壩通過其巨大的重量和堅固的結(jié)構(gòu)來抵抗洪水的沖擊力，有效地控制水流，防止洪水泛濫。調(diào)節(jié)水位重力壩能夠調(diào)節(jié)水庫的水位，確保水資源的合理利用，為灌溉、發(fā)電和城市供水提供保障。防洪防旱重力壩在旱季能夠蓄水，為農(nóng)業(yè)灌溉和城市用水提供補充，緩解旱情。重力壩的基本形式直線型重力壩最常見的類型，簡單易建，適用于大部分河流。曲線型重力壩適用于彎道河流，能夠更好地適應(yīng)河床地形。拱形重力壩兼具重力壩和拱壩的優(yōu)點，適用于狹窄的河谷。重力壩的性能要求抗?jié)B性能防止水滲透壩體，保證壩體穩(wěn)定性?？够€(wěn)定性防止壩體因水壓力滑移，保證壩體安全?？箖A覆穩(wěn)定性防止壩體因水壓力傾覆，保證壩體安全?？固悍€(wěn)定性防止壩體因水壓力抬升，保證壩體安全。重力壩的抗?jié)B性能分析抗?jié)B性能分析方法防止水滲漏滲流計算保障壩體安全滲透系數(shù)測試確保水庫蓄水數(shù)值模擬重力壩的抗滑穩(wěn)定性分析1安全系數(shù)抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)必須大于1.5。2計算方法常用的計算方法包括極限平衡法和有限元法。3影響因素壩基巖體的抗剪強度、壩體重量和水壓力等因素都會影響抗滑穩(wěn)定性。重力壩的抗傾覆穩(wěn)定性分析傾覆力矩抗傾覆力矩抗傾覆穩(wěn)定性分析是重力壩設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保壩體在水壓力、自重和上游水壓力的作用下不會發(fā)生傾覆重力壩的抗抬壓穩(wěn)定性分析抬壓水庫水位升降引起抗抬壓壩體結(jié)構(gòu)抵抗抬壓力的能力重力壩的抗震穩(wěn)定性分析地震會對重力壩造成破壞，因此在設(shè)計重力壩時必須考慮抗震性能。計算實例1:一座小型混凝土重力壩我們將深入分析一座小型混凝土重力壩的工程案例，從基本參數(shù)、滲流分析、抗滑穩(wěn)定性到抗震穩(wěn)定性，全面展示重力壩的計算過程?；緟?shù)壩高壩高是指壩頂至壩基最低點的垂直距離。壩頂寬度壩頂寬度是指壩頂?shù)乃綄挾?。材料參?shù)材料參數(shù)包括混凝土的密度、強度、彈性模量等。滲流分析1滲流場計算壩體內(nèi)部的滲流場。2滲透系數(shù)確定壩體材料的滲透系數(shù)。3滲流壓力分析壩體內(nèi)部的滲流壓力分布。4安全裕度驗證壩體的抗?jié)B性能是否滿足要求?？够€(wěn)定性驗算驗算方法簡化法安全系數(shù)1.5驗算結(jié)果安全系數(shù)大于1.5，滿足要求抗傾覆穩(wěn)定性驗算1.2安全系數(shù)抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)大于等于1.21.5地震影響地震作用下安全系數(shù)應(yīng)大于等于1.5抗抬壓穩(wěn)定性驗算抗震穩(wěn)定性驗算根據(jù)不同地震等級，計算重力壩的抗震安全系數(shù)。計算實例2:一座中型混凝土重力壩本實例展示一座中型混凝土重力壩的設(shè)計和計算過程。該壩體高約50米，壩頂寬約10米，壩基寬約40米?；緟?shù)高度通常為10-100米，高度越高，對壩體穩(wěn)定性的要求也越高。長度取決于壩址的寬度，一般為幾十米到幾百米。上游水位決定壩體所承受的靜水壓力，上游水位越高，壓力越大。下游水位影響壩體所受的浮力和抗滑力，下游水位越高，浮力越大，抗滑力越小。滲流分析1滲透系數(shù)混凝土重力壩滲透系數(shù)通常為10??~10??cm/s2滲流壓力滲流壓力會導(dǎo)致壩體抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性降低。3防滲措施防滲措施包括設(shè)置防滲墻、灌漿等?？够€(wěn)定性驗算方法說明極限平衡法假設(shè)壩體為剛性體，計算其抗滑安全系數(shù)。有限元法考慮壩體變形，計算其抗滑安全系數(shù)?？箖A覆穩(wěn)定性驗算1.2安全系數(shù)驗算結(jié)果表明，重力壩的抗傾覆安全系數(shù)大于1.2，滿足規(guī)范要求。1.5最小值重力壩的抗傾覆安全系數(shù)在不同工況下有所變化，最小值應(yīng)大于1.5?？固悍€(wěn)定性驗算驗算方法簡化方法計算公式Ft=γwHwA計算結(jié)果Ft<Fr抗震穩(wěn)定性驗算計算實例3:一座大型混凝土重力壩規(guī)模壩高超過100米，庫容巨大，具有重要的防洪、發(fā)電、灌溉等功能。復(fù)雜性地質(zhì)條件復(fù)雜，水文條件變化大，對壩體穩(wěn)定性提出了更高的要求?；緟?shù)壩高100米壩頂寬度10米壩底寬度50米混凝土強度等級C40滲流分析10滲透系數(shù)米/秒15壩體高度米20壩頂寬度米25壩底寬度米抗滑穩(wěn)定性驗算計算結(jié)果表明，該重力壩的抗滑穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求，安全系數(shù)大于1.5?？箖A覆穩(wěn)定性驗算驗算方法簡化法驗算內(nèi)容壩體是否能夠抵抗水壓力、自重等外力的傾覆驗算標準安全系數(shù)不小于1.5驗算結(jié)果安全系數(shù)大于1