1、湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power綜合實(shí)訓(xùn)成果書班 級(jí)：13級(jí)水建一班姓 名： 莊 蕾學(xué) 號(hào)：201302010031指導(dǎo)老師：王菜剛?cè)蝿?wù)下達(dá)日期：2015年6月1日 設(shè)計(jì)完成日期：2015年6月7日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第一章、設(shè)計(jì)任務(wù)書-3- HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 第二章、基本資料及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)-5-2.1設(shè)計(jì)資料-5-水位-5- H

2、YPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.3氣象資料-5- HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 2.4筑壩材料及壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)-5- HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 第三章、土壩類型及剖面基本尺寸擬定-6-3.1壩頂高程-6-壩坡-7- HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 3.3排水設(shè)施-7-3.4 心墻-7-第四章、滲流計(jì)算-8-4.1滲流分析的方法-8- HYPERLINK l bookmark

3、79 o Current Document 4.2單寬流量計(jì)算公式-8- HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 浸潤線計(jì)算公式-8-第五章、壩坡穩(wěn)定分析-9-第一章、設(shè)計(jì)任務(wù)書一、題目土石壩課程設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)資料某水利樞紐，擬定壩型為土質(zhì)心墻壩，其任務(wù)以防洪為主，兼顧發(fā)電，灌溉的要求， 大壩為3級(jí)建筑物，基本資料如下：1，水電規(guī)劃成果。上游設(shè)計(jì)洪水位355.0m，相應(yīng)的下游水位為328m；上游校核洪水 位356.3m，相應(yīng)的下游水位為329m；正常高水位354m；死水位339.5m。地址資料。河床高程328m，約有12m的淤泥層，清基后的最低高程為3

4、26m?；?巖為石灰?guī)r，節(jié)理裂隙少，地質(zhì)構(gòu)造良好。擬定粘土心墻的滲透系瓠=1.0*10A(-6)cm/s，壩 殼沙壤土的滲透系數(shù) k=1.0*10A(-4)cm/s，土壤的摩擦角W =20.1 ，c=15kpa，濕容重Y m=19.5kN/m3，浮容重 Y=10.5kN/m3，飽和容重 Y sat=20.5kN/m3。其他資料。建議下游設(shè)堆石排水棱體，下游壩坡坡比建議1： 2.5。風(fēng)區(qū)長度D=900m， 多年平均最大風(fēng)速15m/s。三、設(shè)計(jì)容大壩基本剖面的設(shè)計(jì)大壩滲流分析，只算設(shè)計(jì)洪水位采用瑞典圓弧法進(jìn)行大壩下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算，只算設(shè)計(jì)洪水位四、設(shè)計(jì)要求計(jì)算書應(yīng)書寫清楚，字體工整，主要計(jì)算步驟、

5、計(jì)算公式、計(jì)算簡圖均應(yīng)列入，并盡 量利用表格編制計(jì)算過程。圖紙應(yīng)整潔，線條及字體應(yīng)規(guī)，并在規(guī)定時(shí)間完成。五、時(shí)間安排2014年至2015年 第二學(xué)期 第14周上課次數(shù)第一節(jié)第二節(jié)周一任務(wù)熟悉及基本知識(shí)復(fù)習(xí)土石壩基本尺寸計(jì)算周二滲流分析滲流分析周三穩(wěn)定計(jì)算穩(wěn)定計(jì)算周四圖紙整理，文本整理圖紙整理，文本整理周五實(shí)訓(xùn)答辯實(shí)訓(xùn)答辯六、課題完成后應(yīng)提交的資料每位同學(xué)按規(guī)定的有關(guān)格式獨(dú)立完成上述設(shè)計(jì)任務(wù)的成果一份，包括：（1）設(shè)計(jì)說明書。要求說明設(shè)計(jì)的步驟、依據(jù)的理論、采用的公式或方法，必要時(shí)將計(jì)算成 果列入表格。（2）設(shè)計(jì)圖紙為CAD繪制的基本剖面圖，滲流分析計(jì)算圖，瑞典圓弧法穩(wěn)定分析圖紙。（3）實(shí)訓(xùn)日志

6、及實(shí)訓(xùn)心得報(bào)告。七、成績考核成績考核、成績?cè)u(píng)定分為：優(yōu)、良、中、及格、不及格五等級(jí)，實(shí)訓(xùn)考勤30%，期中實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)占30%，成果作業(yè)站40%。八、裝訂請(qǐng)將以下容裝訂成冊(cè)（A4紙打?。?，前后順序如下：1封面2目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書實(shí)訓(xùn)報(bào)告5圖紙6實(shí)訓(xùn)總結(jié)第二章、基本資料及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)2.1設(shè)計(jì)資料某水利樞紐，擬定壩型為土質(zhì)心墻壩，其任務(wù)以防洪為主，兼顧發(fā)電，灌溉 的要求，大壩為3級(jí)建筑物，基本資料如下：1，水電規(guī)劃成果。上游設(shè)計(jì)洪水位355.0m，相應(yīng)的下游水位為328m；上游 校核洪水位356.3m，相應(yīng)的下游水位為329m；正常高水位354m；死水位339.5m。地址資料。河床高程328m，約有12m的淤

7、泥層，清基后的最低高程為 326m?；鶐r為石灰?guī)r，節(jié)理裂隙少，地質(zhì)構(gòu)造良好。擬定粘土心墻的滲透系數(shù) k=1.0*10”(-6)cm/s，壩殼沙壤土的滲透系數(shù)k=1.0*10”(-4)cm/s，土壤的摩擦 角 W=20.1，c=15kpa，濕容重 ym=19.5kN/m3，浮容重 Y 二 10.5kN/m3，飽和 容重 Ysat=20.5kN/m3。其他資料。建議下游設(shè)堆石排水棱體，下游壩坡坡比建議1： 2.5。風(fēng)區(qū) 長度D=900m，多年平均最大風(fēng)速15m/s。2.2水位死水位：339.5m；正常蓄水位354.0m；設(shè)計(jì)洪水位：355.0m；校核洪水位：356.3m;正常蓄水時(shí)下游無水；設(shè)計(jì)洪

8、水時(shí)下游水位：328m；校核洪水時(shí)下游水位：329m。2.3氣象資料校核洪水情況下平均最大風(fēng)速15m/s；正常蓄水位及設(shè)計(jì)洪水情況下最大風(fēng) 速為30m/s，水庫吹程D=900m。采用公式進(jìn)行波浪要素：波高和波長的計(jì)算,情況如下為：1、設(shè)計(jì)洪水時(shí)：平均波高h(yuǎn)m=0.46m，平均波長Lm=14.2m3、校核洪水時(shí)：平均波高h(yuǎn)m=0.22m，平均波長Lm=6.7m2.4筑壩材料及壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)摩擦角( )=20.1濕容重=19.5浮容重=10.5飽和容重=20.5粘聚力c=15kapa第三章、土壩類型及剖面基本尺寸擬定3.1壩頂高程壩頂高程由水庫靜水位加波浪爬高和壅水面高度及安全加高確定。壩頂

9、高程 或壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱贪聪率接?jì)算：壩頂高程二設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用條件的設(shè)二校核洪水位+非常運(yùn)用條件的非二正常蓄水位+非常運(yùn)用條件的非+ 震壩頂靜水位超高值按下式計(jì)算：丫 = R +。+人式中：R 波浪在壩坡上的設(shè)計(jì)爬高，m；e 風(fēng)壅水面高度，m；A安全加高，m。該壩的級(jí)別為III級(jí)，則正常運(yùn)行的安全加高A=0.7m,非常運(yùn)行的安全加高A=0.4m。風(fēng)壅水面高度的計(jì)算：e =住2? cos b2 gHm式中：K綜合摩阻系數(shù)，取3.6x 10-6 ；v計(jì)算風(fēng)速，正常運(yùn)用條件下的5級(jí)壩，采用多年平均離地面10m高的 最大風(fēng)速的1.5倍，非常運(yùn)用條件下，采用多年平均年最大風(fēng)速；D風(fēng)區(qū)長度，為1

10、00m；B 計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角；Hm水域平均水深27m，取壩前水深的2/3，為18m。波高和波長的計(jì)算，在三種設(shè)計(jì)工況下分別為：1、設(shè)計(jì)洪水時(shí)：平均波高h(yuǎn)m=0.46m，平均波長Lm=14.2m2、校核洪水時(shí)：平均波高h(yuǎn)m=0.22m，平均波長Lm=6.7m平均波浪爬高的計(jì)算R 二m (1 + m2，m mRm 平均波浪爬高，m；m 單坡的坡度系數(shù)，取3.0;KA 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型為砌石，取K廣0775 ;Kv 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。最終計(jì)算成果:壩頂高程計(jì)算運(yùn)用情況靜水位H （m）R （m）e （m）A（m）超高 Y（m）壩頂高程 H（m）設(shè)計(jì)洪水3552.855978 357

11、.8524259782壩高取326較大值1.296102 357.59為357.8559780536102122.150 0.00547365 50458 0.7570.894 0.001校核洪水 356.3 72590 37614 0.4673.2壩坡因最大壩高約356.3-326.0=30.3m,故采用二級(jí)變坡。（1）上游壩坡：從壩頂?shù)綁熙嘁来螢?:2.5（2）下游壩坡：從壩頂?shù)綁熙嘁来螢?:2.5（3）馬道:馬道高程為343m，馬道寬度取2m，設(shè)0.3mX0.3m排水溝。3.3排水設(shè)施堆石棱體排水尺寸確定：頂寬2.0m，坡1： 1.5，外坡1： 2，頂部最高水位須高出下游最高水位對(duì)I、

12、二級(jí)壩不小于1.0m，對(duì)III、W、V級(jí)大壩不小于0.5m.由已知條件可知，此次設(shè)計(jì)大壩為III級(jí)大壩通過校核洪水位356.3m，相應(yīng) 下游最高洪水位為329.00m，超高取1.5m，所以頂部高程為329.00+1.5=330.5m。 3.4心墻心墻尺寸確定：心墻比校核洪水位校高0.5m，所以頂部高程為356.3.00+0.5m=356.8m,壩款 取4米，坡度兩邊都取1： 0.15。第四章、滲流計(jì)算4.1滲流分析的方法采用水力學(xué)法進(jìn)行土壩滲流計(jì)算。求解滲流流量和浸潤線方程。4.2單寬流量計(jì)算公式k (H2 h2)qe(H 叩(其中3為防滲體的等效寬度)通過心墻的單寬流量二2Lk (h 2 H

13、 2) q e2通過心墻下游壩殼的單寬流量為二2L，聯(lián)立二式得：he=8.187239746q=4.48938E-054.3浸潤線計(jì)算公式本設(shè)計(jì)僅對(duì)河槽截面處進(jìn)行最大斷面的滲流計(jì)算，并假設(shè)地基為不透水。采用的公式：y 凹X H 2= k + 2x和y數(shù)值X010203040506070.2y=23.6026046034.6858851725.5620391746.3178350486.9924101437.6074016288.187239746第五章、壩坡穩(wěn)定分析5.1穩(wěn)定計(jì)算條件本設(shè)計(jì)粘土心墻壩，在正常蓄水位穩(wěn)定滲流條件下，采用圓弧滑動(dòng)面穩(wěn)定計(jì) 算方法：5.2穩(wěn)定計(jì)算原理假定滑裂面為圓柱面

14、，將滑動(dòng)面土體看做剛涂脫落，土體繞滑動(dòng)面的圓 心轉(zhuǎn)動(dòng)即為邊坡失穩(wěn)。5.3穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果表土條編號(hào)再度自sin F iCOS P Lhlih2i.V nhl ih2iTeat h2i(4-)cos 3 ianW (O+)sinB也煲）弗1|U16. o3. 317. b4L. JYHU. (61. 774=56413U10.104=0. 994：oS. 33. m172.840. 430. 9257T. 54B5759226.296002632120. 20S0. 97S2112. 3220. 5皿充59. 5509. S34043035S. 2277540C卜0. 2320. 9565li1.

15、2270.112. IE23. 7B98. 72746057S3. B726163242-L0.407 0.9135153284.7C095 7426893F0.50.8662H25R. 2c.081.78992406129. D306451E3170. 6020. 79SB11)205.1C059.93577299123. 402692170. 6時(shí)0. 71965. 1j泱.uoC026. 07207519bB.73511121E0.809 0.5882D. 1J1.125C00.2420441620. 909949379-1-A-A. 10. 9945L Z1理

16、.-432. 55書.而42. 552GS723-1 5. 4G0S314-2-12-0. 210. 97S22. 5L. 24. 12. 3125. 3121. 67501193-15. 1252931合計(jì)655.206B11957T. 6S13369弘L【-87. 50133333安全系數(shù)&=1. t45579109課程總結(jié)報(bào)告為期一周的課程設(shè)計(jì)終于在緊的節(jié)奏中接近尾聲，一周的時(shí)間， 同學(xué)們都受益匪淺，它是繁忙的，但更是充實(shí)的。課程設(shè)計(jì)，是土石壩設(shè)計(jì)課程，主要是復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。它 牽涉到了兩年來所學(xué)的有關(guān)水工建筑物方面課程如工程制圖、工 程力學(xué)、工程地質(zhì)與土力學(xué)特別是水工建筑物的容，還牽 涉到了未曾學(xué)習(xí)的材料力學(xué)等課程容，可以說它是對(duì)兩年來前面 所學(xué)各課程的一個(gè)很好總結(jié)，更是一個(gè)前所未有的實(shí)踐性挑戰(zhàn)！一周的時(shí)間，是漫長的?？梢钥闯觯惶焯?，同學(xué)們大都是一步 步熬過來的，因?yàn)橥瑢W(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)對(duì)太多東西都不是很確定，像對(duì)閘 底板的選材及對(duì)閘室的校核等部分容我們未曾做過，這要花費(fèi)我們一 部分時(shí)間去一點(diǎn)一點(diǎn)兒的查找資料學(xué)習(xí)，在加上校核的反復(fù)性，說是 熬過來的一點(diǎn)兒也不為過。但一周的時(shí)間，也是短暫的。超負(fù)荷的工 作量，讓我們從早上9點(diǎn)到晚上將近10點(diǎn)除了吃飯把所有的時(shí)間都 泡在了土石壩設(shè)計(jì)教室中，但仍然感覺時(shí)間是那么的不夠用。無論如