大工15春《水工建筑物课程设计》大作业及答案

死水位设计设计设计洪水位坝体尺寸与荷载自重。

坝体断面分为个三角形和个矩形分别计算，混凝土容重采用，因廊道尺寸较小，计算自重时不考虑。

静水压力。

静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。

扬压力。

坝踵处的扬压力强度为，排水孔线上为，坝址处为，其间均以直线连接，扬压力折减系数。

泥沙压力。

大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位，大坝迎水面前泥沙的淤积高度，水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布，泥沙干重度取，孔隙率取，内摩擦角取，泥沙的浮重度。

单位长度大坝迎水面上的水平泥沙压力值按公式。

坝址处河床岩面高程约在左右，大坝背水面前泥沙的淤积高度，除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力，其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。

浪压力。

计算风速取重现期为年的年最大风速，风区长度取，按鹤地水库试验公式和计算得累积频率为的波高，平均波长，经查表求得。

使波浪破碎的临界水。

因为坝前水深，和，发生深水波，单位长度大坝迎水面上的浪压力值按公式计算。

波浪中心至计算静水位的高度。

防浪墙顶高程为。

上述荷载计算见计算表。

重力坝基本荷载组合计算表荷载计算式垂直力水平力对坝底截面形心力臂力矩↑←↙↘自重水压力扬压力泥沙压力浪压力合计↘荷载特殊组合为校核洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

死水位校核校核校核洪水位坝体尺寸与荷载自重。

坝体断面分为个三角形和个矩形分别计算，混凝土容重采用，因廊道尺寸较小，计算自重时不考虑。

静水压力。

静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。

扬压力。

坝踵处的扬压力强度为，排水孔线上为，坝址处为，其间均以直线连接，扬压力折减系数。

泥沙压力。

大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位，大坝迎水面前泥沙的淤积高度，水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布，泥沙干重度取，孔隙率取，内摩擦角取，泥沙的浮重度。

单位长度大坝迎水面上的水平泥沙压力值按公式。

坝址处河床岩面高程约在左右，大坝背水面前泥沙的淤积高度，除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力，其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。

浪压力。

计算风速取多年平均最大风速，风区长度取，按鹤地水库试验公式和计算得累积频率为的波高，平均波长，经查表求得。

使波浪破碎的临界水。

因为坝前水深，和，发生深水波，单位长度大坝迎水面上的浪压力值按公式计算。

波浪中心至计算静水位的高度。

防浪墙顶高程为。

大坝特性表资料提。

大坝特性表资料提供的坝顶高程不足。

上述荷载计算见计算表。

重力坝特殊荷载组合计算表荷载计算式垂直力水平力对坝底截面形心力臂力矩↑←↙↘自重水压力扬压力泥沙压力浪压力合计↘挡水坝段荷载计算成果本设计荷载仅分析基本组合及特殊组合两种情况，荷载组合作用计算成果见表二和表三。

表二坝体基本荷载组合作用计算成果荷载垂直力水平力对坝底截面形心力臂力矩↑←↙↘自重水压力扬压力泥沙压力浪压力合计↘表三坝体特殊荷载组合作用计算成果表荷载垂直力水平力对坝底截面形心力臂力矩↑←↙↘自重水压力扬压力泥沙压力浪压力合计↘挡水坝段建基面抗滑稳定计算沿坝轴线方向取长进行抗滑稳定分析计算。

荷载基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

参照类似工程资料，微弱风化的花岗岩抗剪断摩擦系数及黏聚力分别取基岩允许抗压强度取。

建基面抗滑稳定根据抗抗剪断强度公式计算得，满足抗滑稳定要求。

荷载特殊组合为校核洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

参照类似工程资料，微弱风化的花岗岩抗剪断摩擦系数及黏聚力分别取基岩允许抗压强度取。

建基面抗滑稳定根据抗抗剪断强度公式计算得，满足抗滑稳定要求。

挡水坝段建基面边缘应力计算和强度校核荷载基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

当计入扬压力时，建基面上下游边缘垂直正应力分别为，满足要求。

，满足抗压强度要求。

当计入扬压力时，建基面上下上游面剪应力分别为。

，满足要求。

当计入扬压力时，建基面上下游边缘水平正应力分别为。

，满足要求。

当计入扬压力时，建基面上下游上游边缘主应力分别为，满足要求，满足要求当不计入扬压力时，建基面上下游边缘垂直正应力分别为，满足要求。

，满足抗压强度要求。

当不计入扬压力时，建基面上下上游面剪应力分别为。

，满足要求。

当计入扬压力时，建基面上下游边缘水平正应力分别为，满足要求。

，满足要求。

当不计入扬压力时，建基面上下游上游边缘主应力分别为，满足要求。

，满足要求。

，满足要求。

，满足要求。

荷载特殊组合为校核洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

当计入扬压力时，建基面上下游边缘垂直正应力分别为，满足要求。

，满足抗压强度要求。

当计入扬压力时，建基面上下上游面剪应力分别为。

，满足要求。

当计入扬压力时，建基面上下游边缘水平正应力分别为。

，满足要求。

当计入扬压力时，建基面上下游上游边缘主应力分别为，满足要求，满足要求当不计入扬压力时，建基面上下游边缘垂直正应力分别为，满足要求。

，满足抗压强度要求。

当不计入扬压力时，建基面上下上游面剪应力分别为。

，满足要求。

当计入扬压力时，建基面上下游边缘水平正应力分别为，满足要求。

，满足要求。

当不计入扬压力时，建基面上下游上游边缘主应力分别为，满足要求。

，满足要求。

，满足要求。

，满足要求。

挡水坝段坝体稳定应力计算计算成果本设计荷载仅分析基本组合及特殊组合两种情况，坝体稳定应力计算成果见表四，正常工况考虑自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力，非正常工况不计入扬压力。

表四坝体稳定应力计算成果表挡水坝段建基面处设计校核抗滑稳定安全系数正常工况下边缘应力上游边缘垂直正应力下游边缘垂直正应力上游面剪应力下游面剪应力非正常工况下边缘应力上游边缘水平正应力下游边缘水平正应力上游边缘主应力下游边缘主应力网络教育学院水工建筑物课程设计题目混凝土重力坝设计学习中心专业年级学号学生指导教师项目基本资料气候特征根据当地气象局年统计资料，多年平均最大风速，重现期为年的年最大风速，吹程设计洪水位，校核洪水位。

最大冻土深度为。

河流结冰期平均为天左右，最大冰厚。

工程地质与水文地质坝址地形地质条件左岸覆盖层，全风化带厚，强风化加弱风化带厚，微风化厚。

河床岩面较平整。

冲积沙砾层厚约，弱风化层厚左右，微风化层厚。

坝址处河床岩面高程约在左右，整个河床皆为微弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。

右岸覆盖层，全风化带厚，强风化带厚，弱风化带厚，微风化厚。

天然建筑材料粘土料砂石料和石料在坝址上下游均可开采，储量足，质量好。

粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。

砂石料满足砼重力坝要求。

水库水位及规模死水位初步确定死库容亿，死水位。

正常蓄水位。

注本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重静水压力浪压力以及扬压力。

表状况坝底高程坝顶高程上游水位下游水位上游坡率下游坡率设计情况∶校核情况∶本设计仅分析基本组合及特殊组合两种情况基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

特殊组合为校核洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

大坝设计概况工程等级本水库死库容亿，最大库容未知，估算约为亿左右。

根据现行水电枢纽工程等级划分及设计安全标准，按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大型水库。

枢纽主要建筑物挡水泄水引水系统进水口建筑物为级建筑物，施工导流建筑物为级建筑物。

坝型确定坝型选择与地形地质建筑材料和施工条件等因素有关。

确定本水库大坝为混凝土重力坝。

基本剖面的拟定重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。

由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为约为坝高的倍，下游边坡，上游面为铅直。

设计及计算内容坝高计算据大坝特性表资料，坝高坝顶高程坝底高程，为中坝。

挡水坝段剖面设计坝顶构造设计坝顶宽度取坝高，且不小于，设计坝顶宽度取。

坝顶上游设置防浪墙，墙身采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构，高度取按设计洪水位计算，宽度取，坝顶下游侧设拦杆。

坝底宽度计算根据大坝特性表资料，坝底宽度。

坝体检查排水廊道排水管幕设计为了便于检查观测和排除坝体渗水，在坝体高程处设检查兼作排水用的廊道，廊道断面采用城门洞形，宽度取，高度取，其上游侧至上游坝面的距离取倍作用水头，且不小于，设计取。

为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕至上游坝面的距离取倍作用水头，且不小于，设计取，间距取，管径取，排水管幕做成铅直，与纵向排水检修廊道相通，渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道，排水管幕上端通至坝顶。

坝基灌浆排水廊道设计坝基灌浆排水设置在上游坝踵处，廊道上游侧距上游坝面的距离取倍作用水头，且不小于，设计取，廊道断面采用城门洞形，宽度取，高度取，廊道上游侧设排水沟，下游侧设排水孔及扬压力观测孔，廊道底面距离基岩面不小于倍廊道宽度，设计取。

为减少坝基渗漏，防止较大渗流对坝基产生渗透破坏，减小坝基底面的防渗扬压力，提高坝体的抗滑稳定性，在廊道上游侧布置排帷幕灌浆，帷幕灌浆深度取倍作用水头，帷幕灌浆深度设计取。

灌浆帷幕中心线距上游坝面。

帷幕灌浆必须在浇筑定厚度的坝体混凝土后进行，灌浆压力表层不宜小于倍坝前静水头，取在孔低不宜小于倍坝前静水头，取。

为了充分降低坝底扬压力和排除基岩渗水，在廊道下游侧布置排排水孔幕，排水孔深度为帷幕灌浆深度的倍，且坝高以上的深度不小于，排水孔深度设计取，孔距取，孔径取，排水孔略向下游倾斜，与帷幕灌浆成交角。

排水孔中心线距帷幕中心线。

地基处理基岩开挖的边坡必须保持稳定，两岸岸坡尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保坝体的侧向稳定。

对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层，埋藏不深的溶洞溶浊面应尽量挖除。

开挖至距利用岩面时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免产生裂隙或增大裂隙。

遇到易风化的页岩黏土岩时，应留的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。

坝基应清到比较坚硬完整的完整的岩面，基面平整水平即可，地基开挖后，在浇筑混凝土前，必须彻底清理冲洗和修凿，风化松动软弱破碎的岩块都要清除干净，突出的尖角要打掉，光滑的岩面要凿毛，并用水冲洗干净，基岩表面不得残留有泥土石渣油渍等其它污物，排除基岩面上全部积水，基坑内原有的勘探钻孔井洞等均应回填封堵。

坝体材料分区上下游最高水位以上坝体表层采用厚的混凝土。

下游水位变化区的坝体表层采用厚的混凝土。

上下游最低水位以下坝体表层采用厚的混凝土。

坝体靠近基础的底部采用厚的混凝土，满足强度要求。

坝体内部采用低热混凝土。

挡水坝段荷载计算本设计荷载仅分析基本组合及特殊组合两种情况。

荷载基本组合为设计洪水位情况，其荷载组合为自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力。

死水位设计设计设计洪水位坝体尺寸与荷载自重。

坝体断面分为个三角形和个矩形分别计算，混凝土容重采用，因廊道尺寸较小，计算自重时不考虑。

静水压力。

静水压力包括上