土石坝毕业设计计算书

土石坝设计方向毕业设计计算书水利水电工程学院学号：01021324姓名：XXX指导教师：XXX评阅人：日期：2005年06月中国•南京水利水电工程专业毕业设计01级水工三班-2–熊翰文目录第一章调洪计算………………………………………3第二章坝高计算………………………………………9第三章土料计算及料场分析…………………………11第四章渗流计算………………………………………16第五章稳定分析………………………………………20第六章细部结构计算…………………………………27第七章泄水建筑物的计算……………………………29第八章施工组织计算…………………………………33土石坝斜心墙01级水工三班-3-熊翰文第一章调洪计算主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。永久建筑物洪水标准：正常运用（设计）洪水重现期100年；非常运用（校核水重现期2000年。由于明渠开挖量巨大，故采用隧洞泄洪方案水库运用方式：洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流。调洪演算原理采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大，得出设计与校核洪水过程线如下：2320×6h流量坝址水文站单位过程线流量1680×6h坝址水文站单位过程线图1-1设计洪水过程线图1-2校核洪水过程线拟定几组不同堰顶高程I及孔口宽度B的方案。堰顶自由泄流公式Q=Bmє(2g)1/2H3/2可确定设计洪水和校核洪水情况下的起调流量Q起，由Q起开始，假定三条泄洪过程线（为简便计算，假设都为直线），在洪水过程线上查出Q泄，并求出相应的蓄水库容V。根据库容水位关系曲线可得相应的库水位H，由三组（Q泄，H）绘制的Q～H曲线与由Q=Bmє(2g)1/2H3/2绘制的Q～H曲线相交，所得交点即为所要求的下泄流量及相应水位。水利水电工程专业毕业设计01级水工三班-4–熊翰文方案一：I=2812m,B=7m起调流量232HgmBQ起=0.90.5881.921023=501.743m/s321V3=29.83*4.176*10^5=12.46*10^6V2=27.17*4.176*10^5=11.35*10^6V1=25.00*4.176*10^5=10.44*10^6501.742320×6h流量坝址水文站单位过程线流量1680×6h132V3=22.43*3.024*10^5=6.78*10^6V2=20.78*3.024*10^5=6.28*10^6V1=17.71*3.024*10^5=5.37*10^6坝址水文站单位过程线图1-3方案一设计洪水过程线图1-4方案一校核洪水过程线BH正常ΔIH水位Q第1组72823.228122823.2501.737772823.228122823.7535.708572823.228122824.2570.413172823.228122824.7605.836372823.228122825.2641.963972823.228122825.7678.782472823.228122826.2716.27972823.228122826.7754.4417土石坝斜心墙01级水工三班-5-熊翰文第1组VΔVV总QH设计4265.37431.47702823.634266.28432.36302823.684266.78432.85602823.75校核42610.44436.4773.282823.8842611.35437.4676.632823.9442612.46438.5579.982824设计流量Q=541.433m/s,水位H=2823.76m校核流量Q=5603m/s,水位H=2824m方案二：I=2812m,B=8m起调流量232HgmBQ起=0.90.5781.921023=573.413m/s坝址水文站单位过程线V1=16.54*3.024*10^5=5.00*10^6V2=17.88*3.024*10^5=5.41*10^6V3=19.28*3.024*10^5=5.83*10^6231×6h1680量流坝址水文站单位过程线量流×6h2320573.4V1=22.11*4.176*10^5=9.23*10^6V2=23.97*4.176*10^5=10.01*10^6V3=25.94*4.176*10^5=10.83*10^6123573.4图1-5方案二设计洪水过程线图1-6方案二校核洪水过程线BH正常ΔIH水位Q第2组82823.228122823.2573.414582823.228122823.7612.238282823.228122824.2651.900682823.228122824.7692.384382823.228122825.2733.67382823.228122825.7775.751382823.228122826.2818.604682823.228122826.7862.2191水利水电工程专业毕业设计01级水工三班-6–熊翰文第2组VΔVV总QH设计42654317702823.614265.41431.47002823.644265.83431.86302823.67校核4269.23435.2869.992823.8242610.01436773.282823.8642610.83436.8676.632823.92设计流量Q=6033m/s,水位H=2823.60m校核流量Q=622.863m/s,水位H=2823.89m方案三：I=2811m,B=7m起调流量232HgmBQ起=0.90.5781.921123=570.413m/s321V3=25.94*4.176*10^5=10.83*10^6V2=23.97*4.176*10^5=10.01*10^6V1=22.11*4.176*10^5=9.23*10^62320×6h流量坝址水文站单位过程线流量1680×6h132V3=19.28*3.024*10^5=5.83*10^6V2=17.88*3.024*10^5=5.41*10^6V1=16.54*3.024*10^5=5.00*10^6坝址水文站单位过程线570.4570.4图1-7方案三设计洪水过程线图1-8方案三校核洪水过程线土石坝斜心墙01级水工三班-7-熊翰文BH正常ΔIH水位Q第3组72823.228112823.2570.413172823.228112823.7605.836372823.228112824.2641.963972823.228112824.7678.782472823.228112825.2716.27972823.228112825.7754.441772823.228112826.2793.259272823.228112826.7832.7204第3组VΔVV总QH设计42654317702823.614265.41431.47002823.644265.83431.86302823.67校核4269.23435.2869.992823.8242610.01436773.282823.8642610.84436.8676.632823.92设计流量Q=6003m/s,水位H=2823.60m校核流量Q=622.863m/s,水位H=2823.89m方案四：I=2811m,B=8m起调流量232HgmBQ起=0.90.5881.921023=651.93m/s水利水电工程专业毕业设计01级水工三班-8–熊翰文坝址水文站单位过程线V1=14.30*3.024*10^5=4.32*10^6V2=15.45*3.024*10^5=4.67*10^6V3=16.65*3.024*10^5=5.03*10^6231×6h1680量坝址水文站单位过程线量×6h2320651.9V1=19.46*4.176*10^5=8.13*10^6V2=21.10*4.176*10^5=8.81*10^6V3=22.80*4.176*10^5=9.52*10^6123651.9图1-9方案四设计洪水过程线图1-10方案四校核洪水过程线BH正常ΔIH水位Q第4组82823.228112823.2651.900682823.228112823.7692.384382823.228112824.2733.67382823.228112824.7775.751382823.228112825.2818.604682823.228112825.7862.219182823.228112826.2906.581982823.228112826.7951.6804土石坝斜心墙01级水工三班-9-熊翰文第4组VΔVV总QH设计4264.32430.38402823.574264.67430.77702823.594265.034317002823.61校核4268.13434.1966.672823.774268.81434.8870.012823.84269.52435.5773.282823.83设计流量Q=6843m/s,水位H=2823.59m校核流量Q=706.673m/s,水位H=2823.86m第二章大坝高程的计算坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：aeRy其中：y----坝顶超高；R----最大波浪在坝顶的爬高；e----最大风壅水面高度；A----安全超高。该坝为二级建筑物，设计时取A=1.0，校核时取A=0.5坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值:1.设计水位加正常运用条件下的坝顶超高;2.正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高;3.正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高。对于内陆峡谷水库，在风速W20m/s、吹程D2000m时，波浪的波长和波高可采用官厅公式：3121212)(0076.0WgDWWgh75.31215.212)(331.0WgDWWgLm水利水电工程专业毕业设计01级水工三班-10–熊翰文D----风区长度；W----计算风速；mmwLhmKKR21其中：5.0K；经验系数0.1wKcos22mgHDKWe其中：----风向与坝轴线法向夹角；K----综合摩阻系数，取K=3.6610表2-1爬高计算成果爬高RmK1KwMcRm2*h设计0.771.012.732.2008362.968164校核0.7712.731.0109781.377094正常水位正常运用时：取W=283m/s,D=15000m,计算得到：R=2.201m,A=1.0,e=0.028。1.设计水位正常运用时：取W=143m/s,D=15000m,2.校核洪水非常运用时：R=1.011m,A=0.5,e=0.007。3.正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高1.5m土石坝斜心墙01级水工三班-11-熊翰文表2-2坝顶高程计算成果计算情况计算项目设计洪水位情况校核洪水位情况正常蓄水位+地震情况上游静水位(m)2823.7628242823.2河底高程(m)2755坝前水深(m)68.766968.2吹程D(Km)15风向与坝轴线夹角(°)30风浪引起坝前壅高e(m)0.0280.007——风速v(m/S)2814——波高2h(m)2.9681.377——护坡粗糙系数0.77上游坝面坡角(°)21.8波浪沿坝坡爬高(m)2.2011.011——安全超高(m)10.5——地震超高(m)001.5坝顶高程(m)2826.9892825.5182824.7坝顶高程+0.4%沉陷2827.272825.82825综合各种设计工况，最后确定坝顶高程为2827m,坝高为77m。第三章土料的设计3.1粘土土料设计1.计算公式粘性土料的填筑密度以压实干容重为设计指标，并按压实度确定：P=d/dmax式中：P—————填