重力壩抗滑穩(wěn)定應(yīng)力分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯——重力壩抗滑穩(wěn)定應(yīng)力分析壩體強(qiáng)度承載才能極限狀態(tài)計(jì)算及壩體穩(wěn)定承載才能極限狀態(tài)計(jì)算（一）、根本資料壩頂高程：1107.0m校核洪水位（P=0.5%）上游：1105.67m下游：1095.18m正常蓄水位上游：1105.5m下游：1094.89m死水位：1100.0m混凝土容重：24KN/m3壩前淤沙高程：1098.3m泥沙浮容重：5KN/m3混凝土與基巖間抗剪斷參數(shù)值：

f`=0.5c`=0.2Mpa壩基基巖承載力：［f］=400Kpa壩基墊層混凝土：C15壩體混凝土：C1050年一遇最大風(fēng)速：v0=19.44m/s多年平均最大風(fēng)速為：v0`=12.9m/s吹程D=1000m（二）、壩體斷面1、非溢流壩段標(biāo)準(zhǔn)剖面(1)荷載作用的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（以單寬計(jì)算）A、正常蓄水位處境（上游水位1105.5m，下游水位1094.89m）①豎向力（自重）W1=24×5×17=2040KNW2=24×10.75×8.6/2=1109.4KNW3=9.81×（1094.5-1090）2×0.8/2=79.46KN∑W=3228.86KNW1作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

(13.6-5)/2=4.3mW2作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

W3作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

豎向力對(duì)O點(diǎn)的彎矩（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOW1=2040×4.3=8772KN·mMOW2=－1109.4×1.067=－1183.7KN·mMOW3=－79.46×5.6=－445KN·m∑MOW=7143.3KN·m②靜水壓力（水平力）P1=γH12/2=9.81×(1105.5－1090)2/2=－1178.4KNP2=γH22/2=9.81×(1094.89-1090)2/2=117.3KN∑P=－1061.1KNP1作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

(1105.5－1090)/3=5.167mP2作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

(1094.89－1090)/3=1.63m靜水壓力對(duì)O點(diǎn)的彎矩（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOP1=1178.4×5.167=－6089KN·mMOP2=117.3×1.63=191.2KN·m∑MOP=－5897.8KN·m③揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力示意圖請(qǐng)見(jiàn)下頁(yè)附圖：

H1=1105.5－1090=15.5mH2=1094.89－1090=4.89m(H1－H1)=15.5－4.89=10.61m計(jì)算揚(yáng)壓力如下：

U1=9.81×13.6×4.89=652.4KNU2=9.81×13.6×10.61/2=707.8KN∑U=1360.2KNU1作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

0mU2作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

13.6/2－13.6/3=2.267m豎向力對(duì)O點(diǎn)的彎矩（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOU1=0KN·mMOU2=－707.8×2.267=－1604.6KN·m∑MOU=－1604.6KN·m④浪壓力（直墻式）浪壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

由確定壩頂超高計(jì)算時(shí)已知如下數(shù)據(jù)：?jiǎn)挝唬簃平均波長(zhǎng)Lm波高h(yuǎn)1%壩前水深H波浪中心線至計(jì)算水位的高度hZ7.6440.8315.50.283使波浪破碎的臨界水深計(jì)算如下：

將數(shù)據(jù)代入上式中得到：

由判定條件可知，本計(jì)算符合⑴H≥Hcr和H≥Lm/2，單位長(zhǎng)度上的浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：

式中：γw──水的重度=9.81KN/m3其余計(jì)算參數(shù)已有計(jì)算結(jié)果。

浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算得：

對(duì)壩底中點(diǎn)O取矩為（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOPWK=(9.81×1.113×0.862/2)×(15.5+1.113/3)+(9.81×3.822×0.862/2)×(15.5－3.822/3)=－(74.687+229.89)=－304.577KN·m⑤淤沙壓力淤沙水平作用力：

式中：γSb──淤沙浮容重=5KN/m3hS──擋水建筑物前泥沙淤積厚度=8.3mψSB──淤沙內(nèi)摩擦角=18°代入上式得到淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值PSK=－90.911KN對(duì)O點(diǎn)的力臂為（1098.3－1090）/3=2.767m對(duì)O點(diǎn)取矩MOPSK=－90.911×2.767=－251.552KN·m將計(jì)算的各荷載舉行匯總整理。結(jié)論請(qǐng)見(jiàn)附表1。

B、校核洪水位處境（上游水位1105.67m，下游水位1095.18m）①豎向力（自重）W1=24×5×17=2040KNW2=24×10.75×8.6/2=1109.4KNW3=9.81×（1095.34-1090）2×0.8/2=111.9KN∑W=3261.3KNW1作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

(13.6-5)/2=4.3mW2作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

W3作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

豎向力對(duì)O點(diǎn)的彎矩（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOW1=2040×4.3=8772KN·mMOW2=－1109.4×1.067=－1183.7KN·mMOW3=－111.9×5.376=－601.6KN·m∑MOW=6986.7KN·m②靜水壓力（水平力）P1=γH12/2=9.81×(1105.67－1090)2/2=－1204.4KN(→)P2=γH22/2=9.81×(1095.18－1090)2/2=131.6KN(←)∑P=－1072.8KN(→)P1作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

(1105.67－1090)/3=5.223mP2作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

(1095.18－1090)/3=1.727m靜水壓力對(duì)O點(diǎn)的彎矩（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOP1=1204.4×5.223=－6290.6KN·mMOP2=131.6×1.727=227.3KN·m∑MOP=－6063.3KN·m③揚(yáng)壓力揚(yáng)壓力示意圖請(qǐng)見(jiàn)下圖：

H1=1105.67－1090=15.67mH2=1095.18－1090=5.18m(H1－H1)=15.67－5.18=10.49m計(jì)算揚(yáng)壓力如下：

U1=9.81×13.6×5.18=691.1KNU2=9.81×13.6×10.49/2=699.8KN∑U=1390.9KNU1作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

0mU2作用點(diǎn)至O點(diǎn)的力臂為：

13.6/2－13.6/3=2.267m豎向力對(duì)O點(diǎn)的彎矩（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOU1=0KN·mMOU2=699.8×2.267=－1586.4KN·m∑MOU=－1586.4KN·m④浪壓力（直墻式）浪壓力計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：

由確定壩頂超高計(jì)算時(shí)已知如下數(shù)據(jù)：?jiǎn)挝唬簃平均波長(zhǎng)Lm波高h(yuǎn)1%壩前水深H波浪中心線至計(jì)算水位的高度hZ5.0690.515.980.155使波浪破碎的臨界水深計(jì)算如下：

將數(shù)據(jù)代入上式中得到：

由判定條件可知，本計(jì)算符合⑴H≥Hcr和H≥Lm/2，單位長(zhǎng)度上的浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：

式中：γw──水的重度=9.81KN/m3其余計(jì)算參數(shù)已有計(jì)算結(jié)果。

浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算得：

對(duì)壩底中點(diǎn)O取矩為（順時(shí)針為“－”，逆時(shí)針為“+”）：

MOPWK=(9.81×0.655×0.521/2)×(15.98+0.655/3)+(9.81×2.535×0.521/2)×(15.98－2.535/3)=－(27.114+98.048)=－125.162KN·m⑤淤沙壓力淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值PSK=－90.911KN對(duì)O點(diǎn)的力臂為（1098.3－1090）/3=2.767m對(duì)O點(diǎn)取矩MOPSK=－90.911×2.767=－251.552KN·m將計(jì)算的各荷載舉行匯總整理。結(jié)論請(qǐng)見(jiàn)附表2。

附表1正常蓄水位處境各項(xiàng)作用力統(tǒng)計(jì)表單位：KN、KN·m序號(hào)荷載效應(yīng)方向力標(biāo)準(zhǔn)值力矩標(biāo)準(zhǔn)值分項(xiàng)系數(shù)力設(shè)計(jì)值力矩M設(shè)計(jì)值1自重↓為正3228.867143.31.03228.867143.32靜水壓力←為正-1061.1-5897.81.0-1061.1-5897.83揚(yáng)壓力↓為正-1360.2-1604.61.2-1632.24-1925.524浪壓力←為正-20.865-304.5771.2-25.038-365.49245淤沙壓力←為正-90.911-251.5521.2-109.093-301.8624附表2校核洪水位處境各項(xiàng)作用力統(tǒng)計(jì)表單位：KN、KN·m序號(hào)荷載效應(yīng)方向力標(biāo)準(zhǔn)值力矩標(biāo)準(zhǔn)值分項(xiàng)系數(shù)力設(shè)計(jì)值力矩M設(shè)計(jì)值1自重↓為正3261.36986.71.03261.36986.72靜水壓力←為正-1072.8-6063.61.0-1072.8-6063.63揚(yáng)壓力↓為正-1390.9-1586.41.2-1669.08-1903.684浪壓力←為正-8.143-125.1621.2-9.7716-150.19445淤沙壓力←為正-90.911-251.5521.2-109.093-301.8624按模范規(guī)定作用組合舉行作用力的匯總?cè)绺奖?：

附表3各種工況下的∑↓、∑←、∑M統(tǒng)計(jì)表單位：KN、KN·m工況承載才能極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)耐久狀態(tài)偶然狀態(tài)耐