土石壩課設(shè)完整版本

PAGEPAGE31第一章課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)包括土石壩設(shè)計(jì)的主要理論與計(jì)算問題，通過課程設(shè)計(jì)可以達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的。學(xué)會(huì)融會(huì)貫通“水工建筑物”課程所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)，完成土石壩較完整的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，以加深對(duì)所學(xué)理論的理解與應(yīng)用。培養(yǎng)綜合運(yùn)用已學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)來解決基本工程設(shè)計(jì)問題的初步技能，全面分析考慮問題的思想方法、工作方法。培養(yǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編寫設(shè)計(jì)文件、使用規(guī)范手冊(cè)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力。提高查閱和應(yīng)用參考文獻(xiàn)和資料的能力。第二章課程設(shè)計(jì)題目描述和要求（一）課程設(shè)計(jì)題目描述1、流域概況及樞紐任務(wù)某水庫樞紐位于某河上游，全河流域面積5863km2，流向自西向東，干流的平均比降為2%--3%。流域內(nèi)多石山，小部分為丘陵，水土流失不嚴(yán)重。本樞紐工程是以發(fā)電為主兼顧灌溉和供水的綜合利用工程，水庫的總庫容為1450萬m3，發(fā)電引水高程為197.5m，最大引水流量為73m3/s，發(fā)電裝機(jī)容量3萬kW。灌溉下游左岸耕地2.3萬m2，灌溉最大引水流量2、地形地質(zhì)壩址處的巖體可大致分為新鮮巖石、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化及河床卵石覆蓋層。河槽高程為181.8m，河槽處卵石覆蓋層為4m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度為3m，弱風(fēng)化層厚度為6m，基巖巖體較完整，無特殊不利地質(zhì)構(gòu)造。兩岸風(fēng)化較深呈帶狀，覆蓋層較少，厚度一般地23m，強(qiáng)風(fēng)化層厚1—23、建筑材料粘土料、砂料、石料在壩址上、下游均有，壩址下游5公里以內(nèi)砂儲(chǔ)量豐富，可供建筑使用。土石料計(jì)算參數(shù)材料重度kN/m3含水量%孔隙摩擦角(度)凝聚力kPa滲透系數(shù)K(cm/s)粘土18.728e=0.6518153.610-4砂礫料19.519n=25%3506.010-2土石料2022e=0.4527101.810-3堆石料2215n=25%3804、水文壩址以上控制集雨面積128km2，多年平均流量3.5m經(jīng)水文水利規(guī)劃(工程等別為三等，經(jīng)調(diào)洪演算)得：上游設(shè)計(jì)洪水位為235.0m，相應(yīng)的下游水位為184.2m，庫容為1135萬m3，岸邊溢洪道相應(yīng)的泄量為1238m3/s；上游校核洪水位為236.5m，相應(yīng)的下游水位為185.3m，庫容為1243萬m3，岸邊溢洪道相應(yīng)的泄量為16755、氣象本地區(qū)洪水期多年平均最大風(fēng)速12m/s，水庫的風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（吹程）為26、其他有關(guān)資料壩基弱風(fēng)化上限高程為174.8m，岸邊溢洪道堰頂高程取為（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)選擇粘土心墻土石壩，對(duì)土石壩最大剖面進(jìn)行剖面設(shè)計(jì)并繪制設(shè)計(jì)圖。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：1、確定合理經(jīng)濟(jì)土石壩剖面尺寸。2、計(jì)算施工期（竣工時(shí)）上游壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。3、分別計(jì)算正常高水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位下游壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)和壩體的浸潤(rùn)線4、計(jì)算正常高水位驟降至死水位上游壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)和壩體的浸潤(rùn)線。5、最后要求繪制土石壩剖面設(shè)計(jì)圖及部分細(xì)部構(gòu)造圖。（三）成果要求課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)提交的成果為：設(shè)計(jì)2號(hào)圖紙一張，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。A．設(shè)計(jì)圖紙：設(shè)計(jì)2號(hào)圖紙一張，提倡學(xué)生用計(jì)算機(jī)繪圖。設(shè)計(jì)圖紙要求布局合理、設(shè)計(jì)正確，圖面整潔、清晰，圖幅尺寸、比例、線條、標(biāo)注高程、符號(hào)和說明等均符合工程制圖標(biāo)準(zhǔn)。B．設(shè)計(jì)說明書編寫內(nèi)容1．設(shè)計(jì)題目；2．目錄與前言；3．正文(包括工程概況、計(jì)算原理與方法、計(jì)算過程及結(jié)果匯總)；4．結(jié)束語：成果評(píng)價(jià)、問題展望（成果的分析及結(jié)論一定要有分析和判斷，并說明存在的問題和改進(jìn)措施）；5．參考文獻(xiàn)。C．設(shè)計(jì)說明書編寫要求1．課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求條理清楚、文字通順、整齊美觀、格式規(guī)范。2．課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書不少于5千字，并有必要的圖表。3．課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書紙張用統(tǒng)一的畢業(yè)設(shè)計(jì)紙張，并盡可能用計(jì)算機(jī)打印。第三章確定合理經(jīng)濟(jì)土石壩剖面尺寸土石壩的基本剖面根據(jù)壩高、壩的等級(jí)、壩型、筑壩材料特性、壩基情況以及施工、運(yùn)行條件等參照現(xiàn)有工程的時(shí)間經(jīng)驗(yàn)初步擬定，然后通過滲流和穩(wěn)定分析檢驗(yàn)，最終確定合理地剖面形狀。第一節(jié)基巖高程的確定土石壩底面積大，壩基應(yīng)力較小，壩身具有一定的適應(yīng)變形的能力，壩身斷面分區(qū)和材料的選擇也具有靈活性。所以，土石壩對(duì)天然地基的強(qiáng)度和變形要求，以及地基處理的標(biāo)準(zhǔn)等，都可以略低于混凝土壩。但是，土石壩壩基本身的承載力、強(qiáng)度、變形和抗?jié)B能力等條件一般遠(yuǎn)不如混凝土壩，所以，對(duì)壩基處理的要求絲毫不能放松。壩基（包括壩頭）處理應(yīng)滿足滲流控制（包括滲流穩(wěn)定和控制滲流量）、靜力和動(dòng)力穩(wěn)定、允許沉降量和不均勻沉降量等發(fā)面要求，保證壩的安全運(yùn)行。處理的標(biāo)準(zhǔn)與要求應(yīng)根據(jù)具體情況在設(shè)計(jì)中確定?？⒐ず蟮膲雾敵两盗坎灰舜笥趬胃叩?%。對(duì)于特殊土的壩基，允許總沉降量應(yīng)視具體情況確定。本設(shè)計(jì)工程壩址處的巖體可大致分為新鮮巖石、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化及河床卵石覆蓋層。河槽高程為181.8m，河槽處卵石覆蓋層為4m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度為3m，弱風(fēng)化層厚度為6m，基巖巖體較完整，無特殊不利地質(zhì)構(gòu)造。兩岸風(fēng)化較深呈帶狀，覆蓋層較少，厚度一般地23m，強(qiáng)風(fēng)化層厚1—2為了滿足壩基穩(wěn)定的要求，開挖掉河槽處卵石覆蓋層為4m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度為3m，即確定基巖高程為181.8-4-3=174.8m第二節(jié)壩坡坡率、馬道和心墻尺寸的確定I）壩坡坡率的確定土石壩的壩坡初選可參照已有工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)擬定。中、低高度的均質(zhì)壩，其平均坡率約為1:3。上游壩坡長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，加之水庫水位有可能快速下降，使壩坡穩(wěn)定處于不利地位，故其坡率應(yīng)比下游壩坡為緩。土質(zhì)防滲體的心墻壩，當(dāng)下游壩殼采用堆石時(shí)，常用坡率為為1:1.5—1:2.5，采用土料時(shí)，常用1:2.0—1:3.0；上游壩殼采用堆石時(shí)，常用1:1.7—1：2.7，采用土料，常用1:2.5—1:3.5。斜墻壩下游壩坡的坡率可參照上述數(shù)值選用，取值宜偏陡；上游壩坡可適當(dāng)放緩，石質(zhì)壩坡放緩0.2，土質(zhì)壩坡放緩0.5。本設(shè)計(jì)為粘土心墻土石壩，粘土料、砂料、石料在壩址上、下游均有。上、下游壩殼都采用砂粒料，上游坡率確定為1:3.0下游坡率確定為1:2.5。II）從土石壩建設(shè)的發(fā)展情況看，土質(zhì)防滲體分區(qū)壩和均質(zhì)壩，上游壩坡除觀測(cè)需要外，已趨向于不設(shè)馬道或少設(shè)馬道，非土質(zhì)防滲材料面板壩則上游壩坡不設(shè)馬道。根據(jù)施工、交通需要，下游壩坡可設(shè)置斜馬道，其坡度、寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、彎道加寬和超高等要滿足施工車輛的行駛要求。斜馬道之間的實(shí)際壩坡可局部變陡，但平均壩坡不應(yīng)陡于設(shè)計(jì)壩坡。馬道寬度按用途確定，一般不小于1.5m。本設(shè)計(jì)粘土心墻土石壩，上游不設(shè)馬道，下游為了便于施工和滿足交通需求設(shè)置一個(gè)馬道，馬道寬度取為3米，馬道上下坡度取一樣，都為1:2.5。III）心墻和斜墻的厚度，主要取決于土料的質(zhì)量，如容許滲流比降、塑性、抗裂性能等。滲流分析表明，土石壩防滲體中的水頭損失并不是按直線分布的。在設(shè)計(jì)中通常采用平均容許比降[]作為控制標(biāo)準(zhǔn)，它等于作用水頭H與防滲體厚度T的比值，這是一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)性的數(shù)據(jù)。SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：心墻的不宜大于4，斜墻的不宜大于5。在國(guó)內(nèi)外土石壩的建設(shè)實(shí)踐中，厚心墻的底部厚度常取為水頭的30%—50%，薄心墻的底部厚度常取為水頭的15%—20%。土質(zhì)防滲體斷面應(yīng)滿足滲透比降、下游浸潤(rùn)線和滲透流量的要求。應(yīng)自上而下逐漸加厚，頂部的水平寬度不宜小于3.00m；底部厚度，斜墻不宜小于水頭的1/5，心墻不宜小于水頭的1/4。土質(zhì)防滲體頂部在正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位以上的超高，應(yīng)按表5-2-1的規(guī)定取值。非常運(yùn)行條件下，防滲體頂部不應(yīng)低于非常運(yùn)行條件的靜水位。并應(yīng)核算風(fēng)浪爬高高度的影響。當(dāng)防滲體頂部設(shè)有防浪墻時(shí)，防滲體頂部高程可不受上述限制，但不得低于正常運(yùn)用的靜水位。防滲體頂部應(yīng)預(yù)留竣工后的沉降超高。表3-2-1正常運(yùn)用情況下防滲體頂部超高（m）防滲體結(jié)構(gòu)形式超高防滲體結(jié)構(gòu)形式超高斜墻0.80—0.60心墻0.60—0.30本設(shè)計(jì)粘土心墻土石壩，校核水位為236.5m，開挖掉河槽處卵石覆蓋層為4m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度為3m后確定的基巖高程174.8m，故作用水頭為236.5-174.8=61.7m。故心墻頂部的水平寬度確定為4m，底部厚度取為16m。由于壩頂設(shè)高為1.2m第三節(jié)壩頂高程的確定壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，應(yīng)按以下4種運(yùn)用條件計(jì)算，取其最大值：①設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；②正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；③校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；④正常蓄水位加非常運(yùn)用調(diào)價(jià)的壩頂超高，再加地震安全加高。當(dāng)壩頂上游側(cè)設(shè)有防浪墻時(shí)，壩頂超高時(shí)值水庫靜水位與防浪墻頂之間的高差，但在正常運(yùn)用條件下，壩頂應(yīng)高出靜水位0.5m，在非常運(yùn)用條件下，壩頂不得低于靜水位。壩頂超高d按照式：d=R+e+A計(jì)算，對(duì)特殊重要的工程，可取d大于此計(jì)算值。式中：R為波浪在壩坡上的設(shè)計(jì)爬高，m；e為風(fēng)浪引起的壩前水位雍高，m；A為安全加高，m，根據(jù)壩的級(jí)別按表3-3-1選用，其中非常運(yùn)行條件（a）適用于山區(qū)、丘陵區(qū)，非常運(yùn)行條件（b）適用于平原區(qū)、濱海區(qū)。表3-3-1土石壩的安全加高單位：m壩的級(jí)別1234,5正常運(yùn)行條件1.501.000.700.50非常運(yùn)行條件（a）0.700.500.400.30非常運(yùn)行條件（b）1.000.700.500.30上式中R和e的計(jì)算公式很多，主要都是經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)性的，適用于一定的具體條件，按照SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的公式計(jì)算確定。本設(shè)計(jì)工程屬于山區(qū)、丘陵區(qū)地帶，查規(guī)范可知，波浪的平均波高和平均周期宜采取莆田試驗(yàn)站公式，按下式計(jì)算：式中——平均波高，m；——平均波周期，s；W——計(jì)算風(fēng)速，m/s；D——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m；——水域平均水深，m；g——重力加速度，取9.81m/。th（x）=平均波長(zhǎng)可按下式計(jì)算：對(duì)于深水波，即當(dāng)H≥0.5時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為式中——平均波長(zhǎng)，m；H——壩迎水面前水深，m。本設(shè)計(jì)工程：上游設(shè)計(jì)洪水位為235.0m，相應(yīng)的下游水位為184.2m，庫容為1135萬m3，岸邊溢洪道相應(yīng)的泄量為1238m3/s；上游校核洪水位為236.5m，相應(yīng)的下游水位為185.3m，庫容為1243萬m3，岸邊溢洪道相應(yīng)的泄量為1675得到各種工況下水域平均水深如表3-3-2所示表3-3-2單位：m工況上游水位下游水位河槽高程水域平均水深校核洪水位236.5185.3181.854.7設(shè)計(jì)洪水位235.0184.2181.853.2正常高水位233.2183.5181.851.4根據(jù)SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中下列規(guī)定：1.正常運(yùn)用條件下的1級(jí)、2級(jí)壩，采用多年平均年最大風(fēng)速的1.5—2.0倍；2.正常運(yùn)行條件下的3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)壩，采用多年平均年最大風(fēng)速的1.5倍；3.非常運(yùn)用條件下，采用多年平均年最大風(fēng)速。本設(shè)計(jì)工程所在地區(qū)洪水期多年平均最大風(fēng)速12m/s，水庫的風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（吹程）為2.6km，且該工程等別為故正常運(yùn)用條件下，設(shè)計(jì)風(fēng)速為1.5×12=18m/s；非常運(yùn)用條件下，設(shè)計(jì)風(fēng)速為12m得到4種運(yùn)行條件下的平均波高計(jì)算表見表3-3-3所示表3-3-3平均波高、平均周期、平均波長(zhǎng)計(jì)算表工況運(yùn)行條件g（m2/s）W（m/s）H（m）Hm（m）D（m）hm（m）Lm（m）Tm(s)校核洪水位非常運(yùn)行條件9.811254.754.726000.26948.28882.3035設(shè)計(jì)洪水位正常運(yùn)行條件9.811853.253.226000.421612.97152.8816正常蓄水位非常運(yùn)行條件9.811251.451.426000.26948.28762.3034正常蓄水位正常運(yùn)行條件9.811851.451.426000.421512.96942.8814正向來波在單坡上的平均波浪爬高可按下式進(jìn)行計(jì)算：上游壩坡坡率確定為1:3.0，即m=1.5—5.0：式中——平均波浪爬高，m；m——單坡的坡度系數(shù)，如坡角為α，即等于cotα；——斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型由表3-3-4查得；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按表3-3-5查得。表3-3-4糙率及滲透性系數(shù)護(hù)面類型光滑不透水護(hù)面（瀝青混凝土）1.00混凝土或混凝土板0.90草皮0.85—0.9砌石0.75—0.8拋填兩層塊石（不透水基礎(chǔ)）0.6—0.65拋填兩層塊石（透水基礎(chǔ)）0.5—0.55上游護(hù)坡的常用型式為干砌石、漿砌石或堆石。本設(shè)計(jì)工程粘土料、砂料、石料在壩址上、下游均有，壩址下游5公里以內(nèi)砂儲(chǔ)量豐富。上、下游護(hù)面均采用砌石，取定為0.8。表3-3-5經(jīng)驗(yàn)系數(shù)≤11.522.533.54≥51.001.021.081.161.221.251.281.30本設(shè)計(jì)4種運(yùn)行條件下的計(jì)算風(fēng)速已知，且各工況的上下游水位已知，基巖高程已經(jīng)定為174.8m，得到作用水頭計(jì)算表如表3-3-6所示。表3-3-6作用水頭計(jì)算表單位：m工況上游水位下游水位河槽高程水域平均水深校核洪水位236.5185.3181.854.7設(shè)計(jì)洪水位235.0184.2181.853.2正常高水位233.2183.5181.851.4得到平均波浪爬高計(jì)算表如表3-3-7所示。表3-3-7平均波浪爬高計(jì)算表工況運(yùn)行條件W（m/s）H（m）hm（m）Lm（m）（m）校核洪水位非常運(yùn)行條件1254.70.51800.81.000.26948.28880.3780設(shè)計(jì)洪水位正常運(yùn)行條件1853.20.78790.81.000.421612.97150.5916正常高水位非常運(yùn)行條件1251.40.53440.81.000.26948.28760.3780正常高水位正常運(yùn)行條件1851.40.80160.81.000.421512.96940.5915設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)確定，1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)壩采用累積頻率為1%的爬高值，4級(jí)、5級(jí)壩采用累積頻率為5%的爬高值。本設(shè)計(jì)工程等級(jí)為Ⅲ級(jí)，故設(shè)計(jì)波浪爬桿值采用累積頻率為1的爬高值。不同累積頻率下的波浪爬高可由平均波高與壩迎水面前水深的比值和相應(yīng)的累積頻率P(%)按表3-3-8規(guī)定的系數(shù)確定求得。表3-3-8不同累積頻率下的爬高與平均爬高的比值（）P（%）0.112451014203050＜0.12.662.232.071.901.641.711.531.391.220.960.1―0.32.442.081.941.801.571.641.481.361.210.97＞0.32.131.861.761.651.481.641.391.311.190.99根據(jù)表3-3-8得到4種運(yùn)行情況下波浪在壩坡上的波浪爬高表如表3-3-9所示。表3-3-9波浪在壩坡上的波浪爬高表工況運(yùn)行條件H（m）hm（m）（m）校核洪水位非常運(yùn)行條件54.70.26940.00490.37802.230.8430設(shè)計(jì)洪水位正常運(yùn)行條件53.20.42160.00790.59162.231.3193正常高水位非常運(yùn)行條件51.40.26940.00520.37802.230.8430正常高水位正常運(yùn)行條件51.40.42150.00820.59152.231.3190風(fēng)雍水面高度可按下式計(jì)算：式中e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍水面高度，m；D——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m；W——計(jì)算風(fēng)速，m/s；K——綜合摩阻系數(shù)，取×；β——計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，（o），取0o。D已知為2600m，4種運(yùn)行情況下W也都為已知，得到風(fēng)雍水面高度計(jì)算表如表3-3-10所示。表3-3-10風(fēng)雍水面高度計(jì)算表工況運(yùn)行條件KW（m/s）Dg（m2/s）Hm（m）e（m）校核洪水位非常運(yùn)行條件×1226009.8154.70.0013設(shè)計(jì)洪水位正常運(yùn)行條件×1826009.8153.20.0029正常高水位非常運(yùn)行條件×1226009.8151.40.0013正常高水位正常運(yùn)行條件×1826009.8151.40.0030本設(shè)計(jì)工程所處地形為山區(qū)和丘陵區(qū)。確定土石壩的安全加高時(shí)，非常運(yùn)行條件應(yīng)查山區(qū)和丘陵區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，壩的級(jí)別為3級(jí)，查表3-3-1得到各種運(yùn)行條件下的安全加高A值如表3-3-11所示。表3-3-11各種運(yùn)行條件下的安全加高A工況運(yùn)行條件安全加高（m）校核洪水位非常運(yùn)行條件0.4設(shè)計(jì)洪水位正常運(yùn)行條件0.7正常高水位非常運(yùn)行條件0.4正常高水位正常運(yùn)行條件0.7綜合表3-3-9、3-3-10、3-3-11得到各種運(yùn)行條件下的壩頂高程如表3-3-12所示。表3-3-12各種運(yùn)行條件下的壩頂高程工況運(yùn)行條件上游水位（m）e（m）安全加高（m）壩頂超高（m）壩頂高程（m）校核洪水位非常運(yùn)行條件236.50.84300.00130.41.2443237.7設(shè)計(jì)洪水位正常運(yùn)行條件235.01.31930.00290.72.0222237.0正常高水位非常運(yùn)行條件233.20.84300.00130.41.2443234.4正常高水位正常運(yùn)行條件233.21.31900.00300.72.022235.2由表確定壩頂高程初定為237.7m考慮到節(jié)省材料和便于施工，壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻，防浪墻高度定為1.2m，當(dāng)壩頂上游側(cè)設(shè)有防浪墻時(shí)，壩頂超高值為水庫靜水位與防浪墻頂之間的高差，但在正常運(yùn)用條件下，壩頂應(yīng)高出靜水位0.5m，在非常運(yùn)用條件下，壩頂不得低于靜水位。237.7-1.2=236.5m，校核水位在非常運(yùn)行條件下運(yùn)行，靜水位為236.5m，扣除防浪墻高的壩頂不得低于靜水位，故壩頂高程定位236.5m。綜上可得，最后壩頂高程確定為236.5m，壩頂設(shè)置防浪墻，防浪墻高度為1.2m。第四節(jié)壩頂寬度的確定壩頂寬度根據(jù)運(yùn)行、施工、構(gòu)造、交通和地震等方面的要求綜合研究后確定。SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：高壩頂寬可選為10—15m，中、低壩頂寬可選為5—10m。壩頂寬度必須考慮心墻或斜墻頂部及反濾層布置的需要。在寒冷地區(qū)，壩頂還須有足夠的厚度，以保護(hù)黏性土料防滲體免受凍害。本設(shè)計(jì)壩高為236.5-181.8=54.7m，高度在30—70m之間，為中壩。心墻頂部寬度已定為4米，再考慮反濾層布置需要，故壩頂寬度確定為8m。第五節(jié)壩體排水的確定土石壩應(yīng)設(shè)置壩體排水，降低浸潤(rùn)線和孔隙壓力，改變滲流方向，防止?jié)B流出溢處產(chǎn)生滲透變形，保護(hù)壩坡土不產(chǎn)生凍脹破壞。本設(shè)計(jì)壩體排水采用棱體排水。棱體排水適用于下游有水的各種壩型。它可以降低浸潤(rùn)線，防止壩坡凍脹，保護(hù)尾水范圍內(nèi)的下游壩腳不受波浪淘刷，還可與壩基排水相連接。當(dāng)壩基強(qiáng)度足夠時(shí)，可發(fā)揮支撐壩體、增加穩(wěn)定的作用。但所需石料用量大，費(fèi)用較高，與壩體施工干擾，檢修較為困難。依據(jù)SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》棱體排水設(shè)計(jì)應(yīng)遵守下列規(guī)定：1.頂部高程應(yīng)超出下游最高水位，超過的高度，1級(jí)、2級(jí)壩應(yīng)不小于1.0m，3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)壩應(yīng)不小于0.5m，并應(yīng)超過波浪沿坡面的爬高；2.頂部高程應(yīng)使壩體浸潤(rùn)線距壩面的距離大于該地區(qū)的凍結(jié)深度；3.頂部寬度應(yīng)根據(jù)施工條件及檢查觀測(cè)需要確定，但不宜小于1.0m；4.應(yīng)避免在棱體上游坡腳處出現(xiàn)銳角；5.棱體內(nèi)坡根據(jù)施工條件確定，一般為1:1.0—1:1.5，外坡1:1.5—1:2.0。由于壩的級(jí)別為3級(jí)，故棱體排水頂部高程定為超出下游水位0.7m。校核水位對(duì)應(yīng)的下游水位為185.3m，故頂部高程確定為186m。頂部寬度取為2m，棱體內(nèi)坡取為1:1.5，外坡取為1:2.0。材料采用堆石。細(xì)部構(gòu)造圖見A2圖紙。壩頂、護(hù)坡、反濾層的設(shè)計(jì)一、壩頂Ⅰ①、壩頂護(hù)面可采用密室的沙礫土、碎石、單層砌石或?yàn)r青混凝土等柔性材料以適應(yīng)壩的變形，并對(duì)防滲體起保護(hù)作用，防止干裂和雨水沖刷。②、壩頂上游側(cè)宜設(shè)置防浪墻，墻頂高于壩頂1.0~1.2m，防浪墻應(yīng)堅(jiān)固且不透水，采用漿砌石筑成，墻底與壩體防滲體緊密連接。③、為了便于壩頂排水，壩頂面向下游側(cè)傾斜，作成3%的坡度。④、根據(jù)工程運(yùn)行需要，壩頂常設(shè)照明設(shè)施。最后本設(shè)計(jì)壩頂設(shè)防浪墻，防浪墻材料采用漿砌石，高度定為1.2m。壩頂作成3%的坡度，護(hù)面采用干砌石，厚0.3米。細(xì)部構(gòu)造圖見A2圖紙。二、護(hù)坡土石壩上游坡面要經(jīng)受波浪淘刷、冰層和漂浮物的撞擊等危害作用；上游坡面受雨水、大風(fēng)、尾水部的風(fēng)浪、冰層和水流的損害以及動(dòng)物、凍脹干裂等破壞作用，因此上下游壩面都要設(shè)置護(hù)坡，只有石質(zhì)下游坡可以例外。②、上游護(hù)坡的常用型式為干砌石、漿砌石或堆石；護(hù)坡范圍應(yīng)自壩頂或防浪墻起延伸至水庫最低水位以下一定距離，一般為2.5m；當(dāng)最低水位不確定時(shí)，則應(yīng)護(hù)至壩腳；此次設(shè)計(jì)中壩前死水位高程為200m，故上游護(hù)坡底部高程為197.5m，護(hù)坡厚都用0.8米，材料用漿砌石。砌石護(hù)坡下按反濾原則設(shè)置碎石或礫石墊層，墊層厚度與材料粒徑有關(guān)，一般砂土用0.15~0.3m，卵礫石和碎石用0.30~0.60m。本設(shè)計(jì)中采用砂土作為墊層材料，厚度為0.2m。細(xì)部構(gòu)造圖見A2圖紙。③、土石壩下游壩面為防雨水沖刷和人為破壞，一般采用簡(jiǎn)化型式的護(hù)坡，護(hù)坡的覆蓋范圍應(yīng)延伸至壩腳，但排水棱體不需。通常采用干砌石、碎石或礫石護(hù)坡，厚約0.3m。本次設(shè)計(jì)中下游護(hù)坡采用干砌石，厚0.3米。細(xì)部構(gòu)造圖見A2圖紙三、反濾層反濾層一般由1~3層級(jí)配均勻，耐岡化的砂、礫、卵石或碎石構(gòu)成，每層粒徑隨滲流方向而增大；水平反濾層的最小厚度可采用0.3m,垂直或傾斜反濾層的最小厚度可采用0.5m；反濾層應(yīng)有足夠的尺寸以適應(yīng)可能發(fā)生的不均勻變形，同時(shí)避免與周圍土層混滲。取水平反濾層厚度為0.5m,傾斜反濾層厚度為0.7m。細(xì)部構(gòu)造圖見A2圖紙第七節(jié)確定土石壩剖面經(jīng)上述計(jì)算，確定土石壩剖面如下。第四章各種工況下壩體的滲流分析滲流分析的內(nèi)容包括：①確定壩體內(nèi)浸潤(rùn)線；②確定滲流的主要參數(shù)——滲流流速與比降；③確定滲流量滲流分析的目的在于：①土中飽水程度不同，土料的抗剪強(qiáng)度等力學(xué)特性也相應(yīng)地發(fā)生變化，滲流分析將為壩體內(nèi)各部分土的飽水狀態(tài)的劃分提供依據(jù)；②確定對(duì)壩坡穩(wěn)定有較重要影響的滲流作用力；③進(jìn)行壩體防滲布置與土料配置，根據(jù)壩體內(nèi)部的滲流參數(shù)與滲流逸出比降，檢驗(yàn)土體的滲流穩(wěn)定性，防止發(fā)生管涌和流土，在此基礎(chǔ)上確定壩體及壩基中防滲體的尺寸和排水設(shè)施的容重和尺寸；④確定通過壩和河岸的滲水量損失，并設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)的容重。滲流分析可為壩型初選和壩坡穩(wěn)定分析打下基礎(chǔ)。在壩與水庫失事事故的統(tǒng)計(jì)中約有1/4是由于滲流問題引起的，這表明深入研究滲流問題和設(shè)計(jì)有效的控制滲流措施是十分重要的。有許多方法可用來進(jìn)行滲流分析，其中，水力學(xué)方法和流網(wǎng)法比較簡(jiǎn)單實(shí)用，同時(shí)也具有一定的精度，中低壩較為適用，采用水力學(xué)法確定的浸潤(rùn)線、平均流速、平均比降和滲流量能滿足（Ⅲ—Ⅳ級(jí)）土石壩工程的精度要求。對(duì)于高壩和較復(fù)雜的情況，則需要采用有限元等數(shù)值解法。本設(shè)計(jì)工程屬于中壩，工程等級(jí)為Ⅲ級(jí)，下面分別計(jì)算正常高水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位、正常高水位驟降至死水位情況下壩體的浸潤(rùn)線，采用水力學(xué)方法，基本假定：1）假設(shè)滲透系數(shù)K在同一或相近的土料中各向同性；2）假設(shè)壩體內(nèi)部滲流為層流，認(rèn)為壩內(nèi)滲流符合達(dá)西定律；3）假設(shè)壩體內(nèi)部滲流為漸變流（杜平假定），認(rèn)為滲流場(chǎng)中任意過水?dāng)嗝娓鼽c(diǎn)的水流流速和比降都是相等的。本設(shè)計(jì)為粘土心墻土石壩，心墻壩心墻后的滲流可看作緩變流動(dòng)，其下游出口水深可假設(shè)為。心墻后的水深H可按通過心墻的滲流量等于通過壩體的滲流量這一連續(xù)條件加以確定。令心墻上、下部的平均厚度為，則通過心墻的滲流量為通過心墻下游壩殼的滲流量為通過心墻和心墻下游壩殼的滲流量相等，用Excel試算得,從而算出。再用公示算出各點(diǎn)處的,即可畫出侵潤(rùn)線。本次設(shè)計(jì)中，心墻使用粘土，壩殼土料使用砂礫料，由表4-1得，表4-1土石料計(jì)算參數(shù)材料重度kN/m3含水量%孔隙摩擦角(度)凝聚力kPa滲透系數(shù)K(cm/s)粘土18.728e=0.651715.33.610-4砂礫料19.519n=25%3506.010-2土石料2022e=0.4528101.810-3堆石料2215n=25%380第一節(jié)正常高水位壩體浸潤(rùn)線，從CAD圖中量得試算得，心墻段xH1HtcHx258.417.51052.82458.417.51046.57658.417.51039.34858.417.51030.451058.417.51017.5下游段xHH2LHx2017.58.7122.7716.394017.58.7122.7715.206017.58.7122.7713.918017.58.7122.7712.4910017.58.7122.7710.88畫出正常高水位浸潤(rùn)線如下第二節(jié)設(shè)計(jì)洪水位壩體浸潤(rùn)線，從CAD圖中量得試算得，心墻段xH1HtcHx060.218.31060.20260.218.31054.46460.218.31048.05660.218.31040.63860.218.31031.511060.218.31018.30下游段xHH2LHx018.39.4124.2318.302018.39.4124.2317.184018.39.4124.2315.986018.39.4124.2314.698018.39.4124.2313.2710018.39.4124.2311.6812018.39.4124.239.84畫出設(shè)計(jì)洪水位浸潤(rùn)線如下第三節(jié)校核洪水位壩體浸潤(rùn)線，從CAD圖中量得試算得，心墻段xH1HtcHx061.719.31061.70261.719.31055.86461.719.31049.33661.719.31041.79861.719.31032.551061.719.31019.30下游段xHH2LHx019.39.4124.2319.302019.39.4124.2318.084019.39.4124.2316.766019.39.4124.2315.348019.39.4124.2313.7710019.39.4124.2311.9912019.39.4124.239.90畫出校核洪水位浸潤(rùn)線如下第四節(jié)正常高水位驟降至死水位壩體浸潤(rùn)線正常高水位驟降至死水位時(shí)，粘土心墻土石壩由于心墻的存在，水流沒有滲流過心墻。浸潤(rùn)線的確定比較復(fù)雜，這里只定性得確定出該情況下浸潤(rùn)線的大致形狀，如下圖。第五章部分工況下壩坡的穩(wěn)定分析穩(wěn)定分析是確定壩的剖面和評(píng)價(jià)壩體安全的主要依據(jù)。穩(wěn)定分析的可靠程度對(duì)土石壩的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要影響。土石壩由松散體構(gòu)成，剖面大，一定條件下會(huì)發(fā)生局部壩坡滑動(dòng)，常見滑裂面有曲線滑動(dòng)面、直線或折線滑動(dòng)面、復(fù)合滑動(dòng)面。筑土石壩的主要材料，土是一種具有強(qiáng)非線性性質(zhì)的材料，目前，人們對(duì)土坡失穩(wěn)破壞機(jī)理的研究還不夠充分，所以，穩(wěn)定分析的方法和控制標(biāo)準(zhǔn)，在相當(dāng)大的程度上還要依靠工程經(jīng)驗(yàn)和判斷。土石壩施工、建成、蓄水和庫水位降落的各個(gè)時(shí)期不同荷載下，應(yīng)分別計(jì)算其穩(wěn)定性?？刂品€(wěn)定的有施工期（包括竣工時(shí)）、穩(wěn)定滲流期、水庫水位降落期和正常運(yùn)用遇地震四種工況：（1）施工期（包括竣工時(shí)）。校核竣工剖面、施工攔洪剖面以及邊施工、邊蓄水過程的臨時(shí)蓄水剖面上、下游壩坡的穩(wěn)定。這種工況，黏性土壩坡和防滲體在填筑過程中產(chǎn)生的孔隙水壓力一般來不及消散，將對(duì)壩坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利的影響。（2）穩(wěn)定滲流期。校核兩種工況下的上、下游壩坡穩(wěn)定：①上游為正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位至死水位之間的某一水位，下游為相應(yīng)水位，屬正常運(yùn)用條件；②上游為校核洪水位，下游為相應(yīng)水位，屬非常運(yùn)用條件I。（3）水庫水位降落期。校核兩種工況下的上游壩坡穩(wěn)定：①水庫水位處于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位與死水位之間的某一水位發(fā)生降落，或是抽水蓄能電站水庫水位的經(jīng)常性變化和降落，屬正常運(yùn)用條件；②水庫水位自校核洪水位降落至死水位以下或是水庫以大流量快速泄空等，屬非常運(yùn)用條件I。這種情況需要考慮不穩(wěn)定滲流所形成的孔隙水壓力的影響。（4）地震作用時(shí)。與正常運(yùn)用條件的作用相組合驗(yàn)算上、下游壩坡的穩(wěn)定，屬非常運(yùn)行條件Ⅱ。按SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，壩坡抗滑穩(wěn)定的最小安全系數(shù)根據(jù)壩的級(jí)別，參照表7-1加以選取。表5-1壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)運(yùn)用條件工程等級(jí)1234、5正常運(yùn)用條件1.501.351.301.25非常運(yùn)用條件I1.301.251.201.15非常運(yùn)用條件Ⅱ1.201.151.151.10工程上采用的土坡穩(wěn)定分析方法，主要是建立在極限平和理論基礎(chǔ)之上的。假設(shè)達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，土體將沿著某一滑裂面產(chǎn)生剪切破壞而失穩(wěn)。滑裂面上的各點(diǎn)，土體均處于極限平衡狀態(tài)，滿足摩爾-庫倫強(qiáng)度條件。土石壩壩坡穩(wěn)定分析計(jì)算方法有：剛體極限平衡法。極限平衡穩(wěn)定分析時(shí)，按滑動(dòng)面形狀分圓弧法和滑楔法兩種。無黏性土的壩坡，如心墻壩的上下游壩坡、斜墻壩的下游壩坡、斜墻的上游保護(hù)層、保護(hù)層連同斜墻和壩基中有軟弱夾層的滑動(dòng)等常形成折線形的滑動(dòng)面。這時(shí)課假設(shè)滑動(dòng)面由若干楔形體組成，采用滑楔法計(jì)算安全系數(shù)。故本次設(shè)計(jì)用滑楔法進(jìn)行計(jì)算?；ǚǖ幕舅惴ㄈ缦拢?-1）其中式中——土條一側(cè)的抗滑力；——土條另一側(cè)的下滑力；——土條的重量；——作用于土條底部的空隙壓力；、——分別為水平和垂直地震慣性力（向上為負(fù)，向下為正）；——土條底面與水平面的夾角；——土條一側(cè)的與水平面的夾角；——土條另一側(cè)的與水平面的夾角。計(jì)算時(shí)，首先假定一K值，自有端楔形塊起，計(jì)算塊間作用力P，直至最左端的三角形楔形塊，如果式（7-1）方括號(hào)中的值為零，則滿足平衡要求，所假定的K值正確，否則修正K值重新計(jì)算，直至收斂。楔形體塊間相互作用力P的傾角β，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般可選取以下數(shù)值：①β為常數(shù)，等于邊坡平均傾角；②β等于楔形塊頂面和底面傾角的平均值；③β=0；④β等于楔形塊體底面傾角。本設(shè)計(jì)采用滑楔法計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，β取0?？紤]到滑楔法只滿足力的平衡要求，而不滿足力矩平衡條件，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性不足，而且安全系數(shù)對(duì)所假定的塊間作用力傾角β的變化比較敏感。β選擇不當(dāng)，則誤差較大，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)數(shù)值計(jì)算上的問題，難以收斂。故SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)假定β角等于楔形塊頂面和底面傾角的平均值時(shí)，容許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按簡(jiǎn)化的畢肖普法取值；當(dāng)假定β=0時(shí)，其計(jì)算結(jié)果接近不計(jì)條塊間作用力的情況，容許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按瑞典圓弧法取值。本次設(shè)計(jì)：粘土料、砂料、石料在壩址上、下游均有，壩址下游5公里以內(nèi)砂儲(chǔ)量豐富，可供建筑使用，如表5-2所示。表5-2土石料計(jì)算參數(shù)材料重度kN/m3含水量%孔隙摩擦角(度)凝聚力kPa滲透系數(shù)K(cm/s)粘土18.728e=0.651715.33.610-4砂礫料19.519n=25%3506.010-2土石料2022e=0.4528101.810-3堆石料2215n=25%380施工期（竣工時(shí)）上游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算（手算）施工期上游當(dāng)做庫空處理，穩(wěn)定計(jì)算時(shí)保護(hù)層和壩殼料均采用砂礫料進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，即γ=19.5kN/m3利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-1-1表5-1-1()()()（m）（m）（m）379.24985.06931.5644o18o4o34.4244.6385.05從而得不考慮地震力和孔隙水壓力，又0，所以其中利用excel進(jìn)行試算，如表5-1-2所示：表5-1-2KW1W2W3P1P2P31.30.470.770.310.077395.219208.718165.42277.63-728.33-8392.071.40.440.770.310.077395.219208.718165.42551.94202.354-6753.921.50.410.770.310.077395.219208.718165.42794.841009.72-5348.0120.310.770.310.077395.219208.718165.43691.623864.5-484.7292.50.240.770.310.077395.219208.718165.44273.585620.392427.3182.10.290.770.310.077395.219208.718165.43826.784278.72207.50132.050.30.770.310.077395.219208.718165.43760.594076.4-130.2042.060.30.770.310.077395.219208.718165.43774.054117.6-61.35792.070.290.770.310.077395.219208.718165.43787.394158.446.8259812.080.290.770.310.077395.219208.718165.43800.634198.974.35743當(dāng)P3接近于零時(shí)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的K即為穩(wěn)定安全系數(shù)，由表5-1-2可知：K=2.08。由于計(jì)算過程中取β=0，故計(jì)算結(jié)果接近不計(jì)條塊間作用力的情況，容許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按瑞典圓弧法取值。由于壩的級(jí)別為Ⅲ級(jí)別，由表5-1可知，K應(yīng)大于等于1.3，故上游壩坡在施工期（竣工時(shí)）其穩(wěn)定安全系數(shù)是滿足要求的。第二節(jié)校核洪水位下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算（電算）一、滑楔面一滑楔面都位于下游水位和浸潤(rùn)線以上，壩殼材料為砂礫料，穩(wěn)定計(jì)算時(shí)γ=19.5kN/m3利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-2-1表5-2-1()()()（m）（m）（m）185.35381.72220.9735181343.2245.5251.55從而得電算得K=3.267二、滑楔面二利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-2-2表5-2-2A11A12A21A22A31A32A337026519.4272.7357.0339.9725.191329.2515.89714.46124.6882.87將坡外水位線延長(zhǎng)直至與滑動(dòng)面相交，對(duì)水位延長(zhǎng)線以上的土體，浸潤(rùn)線以上取實(shí)重，浸潤(rùn)線以下取飽和重；對(duì)水位延長(zhǎng)線以下的土體取浮重。粘土心墻實(shí)容重18.7，飽和容重19.9；壩殼用的是砂礫料實(shí)容19.5，飽和容重20.5。所以電算得K=6.048三、滑楔面三利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-2-3表5-2-3A1A21A22A23A24A34516625.510.298.94220.8846.61123.6373.6732.911311.99將坡外水位線延長(zhǎng)直至與滑動(dòng)面相交，對(duì)水位延長(zhǎng)線以上的土體，浸潤(rùn)線以上取實(shí)重，浸潤(rùn)線以下取飽和重；對(duì)水位延長(zhǎng)線以下的土體取浮重。粘土心墻實(shí)容重18.7，飽和容重19.9；壩殼用的是砂礫料實(shí)容19.5，飽和容重20.5。所以電算得K=4.604結(jié)論：三個(gè)滑楔面算出的K值均大于1.3，所以校核洪水位下游壩坡穩(wěn)定。第一個(gè)滑楔面的K值最小，說明第一個(gè)滑楔面是最可能滑動(dòng)的，所以正常高水位、設(shè)計(jì)洪水位可以只校核跟滑楔面一一樣形式的一個(gè)滑楔面。第三節(jié)正常高水位下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算（電算）滑楔面都位于下游水位和浸潤(rùn)線以上，壩殼材料為砂礫料，穩(wěn)定計(jì)算時(shí)γ=19.5kN/m3利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-3-1表5-3-1()()()（m）（m）（m）341.79576.32202.993717851.0350.8339.93從而得電算得K=3.018>1.3,正常高水位下游壩坡穩(wěn)定。第四節(jié)設(shè)計(jì)洪水位下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算（電算）滑楔面都位于下游水位和浸潤(rùn)線以上，壩殼材料為砂礫料，穩(wěn)定計(jì)算時(shí)γ=19.5kN/m3利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-4-1表5-4-1()()()（m）（m）（m）250.10540.49241.443619850.248.1542.77從而得電算得K=3.621>1.3,設(shè)計(jì)洪水位下游壩坡穩(wěn)定。第五節(jié)正常高水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算（電算）一、滑楔面一利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-5-1表5-5-1A1A21A22A31A323715749.6162.9164.54323.54730.28196.2115.73424.20將死水位線延長(zhǎng)直至與滑動(dòng)面相交，對(duì)水位延長(zhǎng)線以上的土體，浸潤(rùn)線以上取實(shí)重，浸潤(rùn)線以下取飽和重；對(duì)死水位延長(zhǎng)線以下的土體取浮重。粘土心墻實(shí)容重18.7，飽和容重19.9；壩殼用的是砂礫料實(shí)容19.5，飽和容重20.5。本滑楔面浸潤(rùn)線以上部分面積較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算也用飽和容重。所以電算得K=3.886。二、滑楔面二利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-5表5-5A11A12A21A22A31A327513429.1288.8276.0957.6954.891742.99324.4675.96692.09將死水位線延長(zhǎng)直至與滑動(dòng)面相交，對(duì)水位延長(zhǎng)線以上的土體，浸潤(rùn)線以上取實(shí)重，浸潤(rùn)線以下取飽和重；對(duì)死水位延長(zhǎng)線以下的土體取浮重。粘土心墻實(shí)容重18.7，飽和容重19.9；壩殼用的是砂礫料實(shí)容19.5，飽和容重20.5。本滑楔面浸潤(rùn)線以上部分面積較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算也用飽和容重。所以電算得K=5.302。三、滑楔面三利用CAD制圖的功能，可以得一些基本數(shù)據(jù)，如表5-5表5-5-3A1A21A22A23A31A325538427.1915.92139.59229.7236.88254.4280.281913.00749.61將死水位線延長(zhǎng)直至與滑動(dòng)面相交，對(duì)水位延長(zhǎng)線以上的土體，浸潤(rùn)線以上取實(shí)重，浸潤(rùn)線以下取飽和重；對(duì)死水位延長(zhǎng)線以下的土體取浮重。粘土心墻實(shí)容重18.7，飽和容重19.9；壩殼用的是砂礫料實(shí)容19.5，飽和容重20.5。本滑楔面浸潤(rùn)線以上部分面積較小，為簡(jiǎn)化計(jì)算也用飽和容重。所以電算得K=4.381。三個(gè)滑楔面算出的K值均大于1.3，所以正常高水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定。第六章穩(wěn)定安全系數(shù)匯總及成果分析各種工況下的穩(wěn)定安全系數(shù)表安安全系滑楔面 施工期（上游）正常（下游）設(shè)計(jì)（下游）校核（下游）正常驟降至死水位（下游）一2.083.2673.0183.6213.886二6.0485.302三4.6044.381成果分析：穩(wěn)定安全系數(shù)均大于1.3，說明本次設(shè)計(jì)的壩坡是安全的。但是都比1.3大很多，說明此設(shè)計(jì)不夠經(jīng)濟(jì)合理。出現(xiàn)該問題有兩個(gè)可能的原因：一、滑動(dòng)面選擇不合理，沒有找到最易滑動(dòng)的面。應(yīng)盡可能選擇多的滑動(dòng)面進(jìn)行計(jì)算。二、壩坡過緩，應(yīng)改變壩坡再次計(jì)算。第七章心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．通過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少東西。提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)相關(guān)的知識(shí)有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。體會(huì)了學(xué)以致用、看到自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，也從中發(fā)現(xiàn)了自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝老師的指導(dǎo)，感謝同學(xué)們的幫助，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。參考書目：1、中華人民共和國(guó)水利部.SL274-2001碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)水利水電出版社，20012、林繼鏞.水工建筑物(第五版).北京：中國(guó)水利水電出版社，2009附錄電算成果校核洪水位滑楔面一SlidingWedgePROGRAMOPTIONSNO.OFDATASETS1STARTINGFROMDATASETNO.2USETABULARPRINTOUTWITHBLOCKWEIGHTSGIVENSTARTINGFROMDATASETNO.5USETABULARPRINTOUTWITHUNITWEIGHTSGIVENCOHESIONATBOTTOMBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000COHESIONATTOPBLOCK.000FRICTIONANGLEATTOPBLOCK35.000COHESIONATMIDDLEBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000ANGLEOFINTERNALFRICTIONOFFILL.000DATASETDEGREEOFSLOPEATBOTTOM13.000DEGREEFSLOPEATTOP35.000DEGREEOFSLOPEATMIDDLE18.000LENGTHOFNATURALSLOPEATTOP43.220LENGTHOFNATURALSLOPEATMIDDLE45.520WEIGHTOFBOTTOMBLOCK.000SEISMICCOFFICIENT.000WEIGHTOFBOTTOMBLOCK4308.900WEIGHTOFTOPBLOCK3614.300WEIGHTOFMIDDLEBLOCK7443.500LENGTHOFNATURALSLOPEATBOTTOM51.550THEFACTOROFSAFETY3.267滑楔面二SlidingWedgePROGRAMOPTIONSNO.OFDATASETS1STARTINGFROMDATASETNO.2USETABULARPRINTOUTWITHBLOCKWEIGHTSGIVENSTARTINGFROMDATASETNO.5USETABULARPRINTOUTWITHUNITWEIGHTSGIVENCOHESIONATBOTTOMBLOCK15.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK18.000COHESIONATTOPBLOCK.000FRICTIONANGLEATTOPBLOCK35.000COHESIONATMIDDLEBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000ANGLEOFINTERNALFRICTIONOFFILL.000DATASET1DEGREEOFSLOPEATBOTTOM5.000DEGREEFSLOPEATTOP70.000DEGREEOFSLOPEATMIDDLE26.000LENGTHOFNATURALSLOPEATTOP19.420LENGTHOFNATURALSLOPEATMIDDLE72.730WEIGHTOFBOTTOMBLOCK.000SEISMICCOFFICIENT.000WEIGHTOFBOTTOMBLOCK17373.800WEIGHTOFTOPBLOCK1238.600WEIGHTOFMIDDLEBLOCK25182.700LENGTHOFNATURALSLOPEATBOTTOM57.030THEFACTOROFSAFETY6.048滑楔面三SlidingWedgePROGRAMOPTIONSNO.OFDATASETS1STARTINGFROMDATASETNO.2USETABULARPRINTOUTWITHBLOCKWEIGHTSGIVENSTARTINGFROMDATASETNO.5USETABULARPRINTOUTWITHUNITWEIGHTSGIVENCOHESIONATBOTTOMBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000COHESIONATTOPBLOCK15.000FRICTIONANGLEATTOPBLOCK18.000COHESIONATMIDDLEBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000ANGLEOFINTERNALFRICTIONOFFILL.000DATASET1DEGREEOFSLOPEATBOTTOM6.000DEGREEFSLOPEATTOP45.000DEGREEOFSLOPEATMIDDLE16.000LENGTHOFNATURALSLOPEATTOP25.500LENGTHOFNATURALSLOPEATMIDDLE10.200WEIGHTOFBOTTOMBLOCK.000SEISMICCOFFICIENT.000WEIGHTOFBOTTOMBLOCK25583.800WEIGHTOFTOPBLOCK2361.200WEIGHTOFMIDDLEBLOCK4977.900LENGTHOFNATURALSLOPEATBOTTOM98.940THEFACTOROFSAFETY4.604正常高水位SlidingWedgePROGRAMOPTIONSNO.OFDATASETS1STARTINGFROMDATASETNO.2USETABULARPRINTOUTWITHBLOCKWEIGHTSGIVENSTARTINGFROMDATASETNO.5USETABULARPRINTOUTWITHUNITWEIGHTSGIVENCOHESIONATBOTTOMBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000COHESIONATTOPBLOCK.000FRICTIONANGLEATTOPBLOCK35.000COHESIONATMIDDLEBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000ANGLEOFINTERNALFRICTIONOFFILL.000DATASET1DEGREEOFSLOPEATBOTTOM8.000DEGREEFSLOPEATTOP37.000DEGREEOFSLOPEATMIDDLE17.000LENGTHOFNATURALSLOPEATTOP51.030LENGTHOFNATURALSLOPEATMIDDLE50.830WEIGHTOFBOTTOMBLOCK.000SEISMICCOFFICIENT.000WEIGHTOFBOTTOMBLOCK3958.300WEIGHTOFTOPBLOCK6664.900WEIGHTOFMIDDLEBLOCK11238.200LENGTHOFNATURALSLOPEATBOTTOM39.930THEFACTOROFSAFETY3.018設(shè)計(jì)洪水位SlidingWedgePROGRAMOPTIONSNO.OFDATASETS1STARTINGFROMDATASETNO.2USETABULARPRINTOUTWITHBLOCKWEIGHTSGIVENSTARTINGFROMDATASETNO.5USETABULARPRINTOUTWITHUNITWEIGHTSGIVENCOHESIONATBOTTOMBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000COHESIONATTOPBLOCK.000FRICTIONANGLEATTOPBLOCK35.000COHESIONATMIDDLEBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000ANGLEOFINTERNALFRICTIONOFFILL.000DATASET1DEGREEOFSLOPEATBOTTOM8.000DEGREEFSLOPEATTOP36.000DEGREEOFSLOPEATMIDDLE19.000LENGTHOFNATURALSLOPEATTOP50.200LENGTHOFNATURALSLOPEATMIDDLE48.150WEIGHTOFBOTTOMBLOCK.000SEISMICCOFFICIENT.000WEIGHTOFBOTTOMBLOCK4708.100WEIGHTOFTOPBLOCK4877.000WEIGHTOFMIDDLEBLOCK10539.600LENGTHOFNATURALSLOPEATBOTTOM42.770THEFACTOROFSAFETY3.621驟降滑楔面一SlidingWedgePROGRAMOPTIONSNO.OFDATASETS1STARTINGFROMDATASETNO.2USETABULARPRINTOUTWITHBLOCKWEIGHTSGIVENSTARTINGFROMDATASETNO.5USETABULARPRINTOUTWITHUNITWEIGHTSGIVENCOHESIONATBOTTOMBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000COHESIONATTOPBLOCK.000FRICTIONANGLEATTOPBLOCK35.000COHESIONATMIDDLEBLOCK.000FRICTIONANGLEATBOTTOMBLOCK35.000ANGLEOFINTERNALFRICTIONOFFILL.000DATASET1DEGREEOFSLOPEATBOTTOM7.000DEGREEFSLOPEATTOP37.000DEGREEOFSLOPEATMIDDLE15.000LENGTHOFNATURALSLOPEATTOP49.610LENGTHOFNATURALSL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