土石壩實訓(xùn)文檔TheStandardizationOfficewasrevisedontheafternoonofDecember13,2020湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower綜合實訓(xùn)成就書班級：13級水建一班姓名:莊蕾學(xué)號：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)計達(dá)成日期：2015年6月7日目錄第一章、設(shè)計任務(wù)書............................................-4-第二章、基本資料及設(shè)計數(shù)據(jù)....................................-6-2.1設(shè)計資料...............................................-6-2.2水位...................................................-7-2.3氣象資料...............................................-7-2.4筑壩資料及壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)..........................-7-第三章、土壩種類及剖面基本尺寸擬定............................-8-3.1壩頂高程..............................................-8-3.2壩坡...................................................-9-3.3排水設(shè)備...............................................-9-3.4心墻..................................................-10-第四章、滲流計算.............................................-10-4.1滲流分析的方法........................................-10-4.2單寬流量計算公式......................................-10-4.3浸潤線計算公式........................................-10-第五章、壩坡堅固分析.........................................-11-第一章、設(shè)計任務(wù)書一、題目土石壩課程設(shè)計二、設(shè)計資料某水利樞紐，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，澆灌的要求，大壩為3級建筑物，基本資料以下：水電規(guī)劃成就。上游設(shè)計洪水位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。2.地點資料。河床高程328m,約有l(wèi)~2m的淤泥層，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)結(jié)構(gòu)優(yōu)秀。擬定黏土心墻的浸透系數(shù)k=1.0*10A(-6)cm/s,壩殼沙壤土的浸透系數(shù)k=1.0*10A(-4)cm/s,土壤的內(nèi)摩擦角0=20.1。，c=15kpa,濕容重vm=19.5kN/m3,浮容重y=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,多年均勻最暴風(fēng)速15m/so三、設(shè)計內(nèi)容大壩基本剖面的設(shè)計大壩滲流分析，只算設(shè)計洪水位采用瑞典圓弧法進(jìn)行大壩下游壩坡堅固計算，只算設(shè)計洪水位四、設(shè)計要求計算書應(yīng)書寫清楚，字體工整，主要計算步驟、計算公式、計算簡圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計算過程。圖紙應(yīng)整齊，線條及字體應(yīng)規(guī)范，并在規(guī)準(zhǔn)時間內(nèi)達(dá)成。五、時間安排2014年至2015年第二學(xué)期第14周上課次數(shù)第?節(jié)第二節(jié)周一任務(wù)熟悉及基本知識復(fù):土石壩基本尺寸計算周二滲流分析滲流分析周三堅固計算堅固計算周四圖紙整理，文本整理圖紙整理，文本整理周五實訓(xùn)爭論實訓(xùn)爭論六、課題達(dá)成后應(yīng)提交的資料每位同學(xué)按規(guī)定的有關(guān)格式獨立達(dá)成上述設(shè)計任務(wù)的成就一份，包括：(1)設(shè)計說明書。要求說明設(shè)計的步驟、依照的理論、采用的公式或方法，必要時將計算成就列入表格°(2)設(shè)計圖紙為CAD繪制的基本剖面圖，滲流分析計算圖，瑞典圓弧法堅固分析圖紙。實訓(xùn)曰志及實訓(xùn)心得報告。七、成績核查成績核查、成績評定分為：優(yōu)、良、中、及格、不及格五等級，實訓(xùn)考勤30%,期中實訓(xùn)表現(xiàn)占30%,成就作業(yè)站40%。八、裝訂請將以下內(nèi)容裝訂成冊(A4紙打印)，前后次序以下：封面目錄設(shè)計任務(wù)書實訓(xùn)報告圖紙實訓(xùn)總結(jié)第二章、基本資料及設(shè)計數(shù)據(jù)2.1設(shè)計資料某水利樞紐，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級建筑物，基本資料以下：水電規(guī)劃成就。上游設(shè)計洪水位355.0m,相應(yīng)的下游水位為328m；±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5mo2.地點資料。河床高程328m,約有廣2m的淤泥層，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)結(jié)構(gòu)優(yōu)秀。擬定黏土心墻的浸透系數(shù)k二1.0*10"(-6)cm/s,壩殼沙壤土的浸透系數(shù)k=l.0*107-4)cm/s,土壤的內(nèi)摩擦角屮二20.1。，c=15kpa,濕容重ym=19.5kN/m3;浮容重y'=10.5kN/m3;飽和容重ysat=20.5kN/m3o3.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二900m,多年均勻最暴風(fēng)速15m/so2.2水位死水位：339.om；正常蓄水位354.0m；設(shè)計洪水位：355.Om；校核洪水位：356.3m;正常蓄水時下游無水；設(shè)計洪水時下游水位：328m；校核洪水時下游水位：329mo2.3氣象資料校核洪水情況下均勻最暴風(fēng)速15m/s；正常蓄水位及設(shè)計洪水情況下最狂風(fēng)速為30m/s,水庫吹程D二900m°采用莆田公式進(jìn)行波浪要素：波高和波長的計算，情況以下為：1、設(shè)計洪水時：均勻波咼hm-O.46m,均勻波長Lm-1-1.2m3、校核洪水時：均勻波高h(yuǎn)m二0.22m,均勻波長Lm=6.7m2.4筑壩資料及壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)內(nèi)摩擦角少(°)=20.1濕容重二19.5浮容重二10.5飽和容重二20.5粘聚力c=15kapa第三章、土壩種類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。壩頂高程或壩頂上游防浪墻頂?shù)母叱贪聪率接嬎悖簤雾敻叱潭O(shè)計洪水位+正常運用條件的卜加二校核洪水位+特別運用條件的山菲二正常蓄水位+特別運用條件的山‘非+卜加壩頂靜水位超高值按下式計算：Y=+A式中：R——波浪在壩坡上的設(shè)計爬高，m；°——風(fēng)壅水面高度，m；A——安全加高，mo該壩的級別為III級，則正常運行的安全加高A二0.7m,特別運行的安全加高A二0?4mo(1)風(fēng)壅水面高度的計心導(dǎo)尋COS0算：式中：K——綜合摩阻系數(shù)，取3.6x10";v——計算風(fēng)速，正常運用條件下的5級壩，采用多年均勻離地面10m高的最暴風(fēng)速的1.5倍，特別運用條件下，采用多年均勻年最暴風(fēng)速；D——風(fēng)區(qū)長度，為100m；P——計算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角；Hm——水域均勻水深27m,取壩前水深的2/3,為18m。(2)波高和波長的計算，在三種設(shè)計工況下分別為:1、設(shè)計洪水時：均勻波咼hm-O.46m,均勻波長Lm-14.2m2、校核洪水時：均勻波高h(yuǎn)m=0.22m,均勻波長Lm=6.7m(3)均勻波浪爬高的計算-J加厶”vl+w心—均勻波浪爬高，m；加—單坡的坡度系數(shù)，取3.0；——斜坡的糙率浸透性系數(shù)，依照護(hù)面種類為砌石，取K」=0.775.I瓦——經(jīng)驗系數(shù)C最后計算成就：壩頂高程計算運用情況靜水A超咼壩頂高位R程H(m)Y(m)(m)H(m)((m)0.0052.326設(shè)計2.150洪水47365504580.785597355578357.較大取0.8940.00185為值357.855978242壩高72590376140.4673?2壩坡因最大壩高約356.3-326.0=30.3m,故采用二級變坡。上游壩坡：從壩頂?shù)綁熙嘁来螢?：2?5下游壩坡：從壩頂?shù)綁熙嘁来螢?:2.5馬道:馬道高不王為343叫馬道寬度取2m,設(shè)0.3mx0.3m排溝渠。3?3排水設(shè)備堆石棱體排水尺寸確定：頂寬2.Om,內(nèi)坡1：1.5,外坡1：2,頂部最高水位須超出下游最高水位對I、二級壩不小于1.Om,對III、IV、V級大壩不小于0.om.由已知條件可知，此次設(shè)計大壩為川級大壩經(jīng)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、滲流計算4.1滲流分析的方法采用水力學(xué)法進(jìn)行土壩滲流訃算。求解滲流流量和浸潤線方程。4.2單寬流量計算公式q=空％（其中5為防滲體的等效寬度）經(jīng)過心墻的單寬流量25經(jīng)過心墻下游壩殼的單寬流量為2L,聯(lián)立二式得：he=8.187239746Q=4.48938E-054.3浸潤線計算公式本設(shè)訃僅對河槽截面處進(jìn)行最大斷面的滲流訃算，并假定地基為不透水。x和y數(shù)值X010203040506070.2y二23.6026046034.6858851725.5620391746.3178350486.9924101437.6074016288.187239746第五章、壩坡堅固分析5.1堅固計算條件本設(shè)計黏土心墻壩，在正常蓄水位堅固滲流條件下，采用圓弧滑動面堅固計算方法：5.2堅固計算原理假定滑裂面為圓柱面，將滑動面內(nèi)土體看做剛涂零落，土體繞滑動面的圓心轉(zhuǎn)動即為邊坡失穩(wěn)。5?3堅固計算結(jié)果表土務(wù)編軍號度BsinPicosBihllh2iVnhliV"h2i7gath2i（）（◎+⑨Jsinp⑦+?⑧cos&tan^①②⑤⑥⑦?⑨⑩?00016.53.9127.541.3780.7761.774564130160.1040.99458.93?172.840.43T8.92577.5485759226.296002632120.2080.9782112.9220.530.5659.65589.8340430358.22775483170?2920.9563141.2270.112.1823.7898.7274605785.872616824240.4070.9136150284.7009574268935300.50.866213D258.20081.78992406129.03064516370.6020.7988110205.10059.93577299123.40269217440.6940.71965?099.060026.072079196&785111218540.8090.58820.101.125000.2420441620.909949379-1-63.184.4432.5563.5542.55268723-15.4608314-2-12-0.210.97822.51.247.7812.8125.0121.67501193-15.1252931共計655.2368119577.6813369弧長二87.50133333安全系數(shù)K二1.445579109課程總結(jié)報告為期一周的課程設(shè)計終于在緊張的節(jié)奏中湊近結(jié)尾，一周的時間，同學(xué)們都受益匪淺，它是忙碌的，但更是充分的。課程設(shè)計，是《土石壩設(shè)計》課程，主假如復(fù)習(xí)有關(guān)知識點。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》的內(nèi)容，還涉及到了未曾學(xué)習(xí)的《資料力學(xué)》等課程內(nèi)容，可以說它是對兩年來前面所學(xué)各課程的一個很好總結(jié)，更是一個空前未有的實踐性挑戰(zhàn)！一周的時間，是漫長的?？梢钥闯觯幻咳?，同學(xué)們多數(shù)是一步步熬過來的，因為同學(xué)們在設(shè)計時對太多東西都不是很確定，像對閘底板的選材及對閘室的校核等部分內(nèi)容我們未曾做過，這要開銷我們一部分時間去一點一點兒的查找資料學(xué)習(xí)，在加上校核的頻頻性，說是熬過來的一點兒也不為過。但一周的時間，也是短暫的。超負(fù)荷的工作量，讓我們從清晨9點到晚大將近10點除了吃飯把全部的時間都泡在了土石壩設(shè)計教室中，但