水工建筑物實驗報告

1、西華大學能源與動力工程學院上機實驗報告西華大學上機實驗報告課程名稱：水工建筑物（2）年級/專業(yè)：水利水電工程實驗成績：指導教師：姓名：實驗日期：實驗名稱：壩坡（或邊坡）穩(wěn)定分析軟件應用學號：實驗學時： 4一、實驗目的1.通過實驗，掌握一種工程實踐中常用的壩坡（或邊坡）穩(wěn)定分析軟件的應用方法。2.熟悉壩坡（或邊坡）穩(wěn)定分析步驟，判斷壩坡（或邊坡）的穩(wěn)定性，并得出其穩(wěn)定安全系數(shù)。3.掌握各種參數(shù)對壩坡（或邊坡）穩(wěn)定性的影響，以便于今后的設計或施工工作中更好地進行穩(wěn)定控制，保證壩坡（或邊坡）的安全。二、實驗內(nèi)容或設計思想根據(jù)指導老師提供的面板堆石壩或土石壩相關工程資料，應用理正邊坡軟件對壩坡進行穩(wěn)定

2、分析驗證，并對實驗結果進行分析。三、實驗環(huán)境與工具實驗平臺：Windows 系統(tǒng)操作平臺。軟件：理正、AutoCAD。四、實驗過程或?qū)嶒灁?shù)據(jù)1.工程名稱：湖北小溪口工程壩體下游邊坡穩(wěn)定分析。2.壩型：面板堆石壩3.壩體標準剖面圖（經(jīng)鏡像處理后） 4.壩體分區(qū)簡述 根據(jù)壩體標準剖面，從上游到下游依次分為混凝土面板、墊層、過渡層、堆石區(qū)、下游護坡、堆石排水棱體等。墊層料位于混凝土面板下面，根據(jù)面板壩對墊層料的要求：半透水性、高滲透穩(wěn)定（并有自愈功能）、低壓縮性、高抗剪強度及對細砂起反濾作用，設計墊層料水平寬度為3m。墊層料應為連續(xù)級配，最大粒徑為75mm，小于5mm含量占30%40%。墊層料是經(jīng)過

3、兩種方式獲得的：其一，由河床天然砂礫石摻20%人工砂所得；其二，料場石料經(jīng)加工，并適當摻配而得?，F(xiàn)場試驗證明，這兩種方式所得到的墊層料其壓實干容重23kn/m3,孔隙率15%，滲透系數(shù)0.001cm/s。過渡料水平寬為3m，墊層料與過渡料以相同厚度平起并同時碾壓。為保證過渡料的反濾作用，確保各接觸面的施工質(zhì)量，必須按先鋪粗料，清理合格后再鋪細料的順序施工。墊層料和過渡料接觸界面上大于300mm顆粒必須清除。主堆石對面板起支撐作用，因此要求具有足夠的密度和必要的變形模量，以減少其變形量。鋪層厚度0.81.0m，最大粒徑600mm，<5mm含量10%15%，填筑干密度21.5kn/m3,孔隙

4、率23%。 5.詳細記錄實驗過程內(nèi)容，以及操作過程中出現(xiàn)的問題及解決方法。(1). 軟件安裝。 安裝了2013版AutoCAD和理正巖土計算軟件。(2). 熟悉工程資料。根據(jù)老師提供的資料，熟讀資料，了解工程構造，熟悉工程數(shù)據(jù)等。(3). 繪制工程斷面CAD圖。 根據(jù)老師提供的工程資料，運用AutoCAD2013版繪制工程斷面CAD圖。在此做到數(shù)據(jù)、比例等與資料完全相同，要特別注意各土層的分界線必須繪制完整。(4). 完成工程斷面DXF圖的繪制。 將以上繪制的工程斷面CAD圖保存為DXF格式的文件。(5). 導入DXF圖。 打開理正巖土計算軟件，并導入DXF圖。將DXF圖導入軟件時，坡面線起始

5、點號和坡面線段數(shù)一定要輸入正確。(6). 將DXF圖導入后，在“輔助功能”里進行“鏡像”，并保存文檔，然后再讀取此文檔進行分析。(7). 結合實際工程參數(shù)設置基本參數(shù)、設置坡面參數(shù)、設置土層參數(shù)、設置滲流參數(shù)。 1、面板堆石壩各個分區(qū)的壓實后天然容重一般在2022.5KN/m3， 墊層區(qū)的容重一般大于過渡區(qū)， 主堆石區(qū)容重略小于過渡區(qū)， 主堆石區(qū)容重一般又大于次堆石區(qū)。 2、浸潤線以下的飽和容重一般比其天然容重要大1.52KN/m3。 3、各分區(qū)的內(nèi)摩擦角一般在35°46°左右。 4、一般墊層、過渡層、主堆石區(qū)的凝聚力C值取C=010kpa，次堆石區(qū)的凝聚力C視填料性質(zhì)一般

6、取C=10150kpa。(8). 結果分析。4、 6. 詳細記錄程序操作步驟、數(shù)據(jù)及過程。 （一）：湖北小溪口工程壩體橫剖面cad圖 （二）：另存為dxf文件 （三）：將dxf文件導入軟件 （四）：基本參數(shù)設置 （五）：坡面參數(shù)設置 （六）：土層參數(shù)設置 （七）：水面參數(shù)設置： 7. 記錄程序運行的結果。 （1）圖 （2） 計算結果 -計算項目： 復雜土層土坡穩(wěn)定計算 16-計算簡圖控制參數(shù): 采用規(guī)范:碾壓式土石壩設計規(guī)范(SL274-2001) 計算工期:穩(wěn)定滲流期 計算目標:安全系數(shù)計算 滑裂面形狀: 折線形滑面 不考慮地震坡面信息 坡面線段數(shù) 6 坡面線號 水平投影(m) 豎直投影(m

7、) 超載數(shù) 1 163.220 0.000 0 2 25.740 19.800 0 3 3.000 0.000 0 4 63.310 48.700 0 5 0.400 0.000 1 超載1 距離0.010(m) 寬0.400(m) 荷載(17.64-17.64kPa) 270.00(度) 6 7.600 0.000 1 超載1 距離0.200(m) 寬7.600(m) 荷載(17.64-17.64kPa) 270.00(度)土層信息 坡面節(jié)點數(shù) 7 編號 X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 163.220 0.000 -2 188.960 19.800 -3 191.960

8、 19.800 -4 255.270 68.500 -5 255.670 68.500 -6 263.270 68.500 附加節(jié)點數(shù) 21 編號 X(m) Y(m) 1 0.000 -135.508 2 498.449 -135.508 3 498.449 0.000 4 359.170 0.000 5 358.771 0.000 6 355.771 0.000 7 352.771 0.000 8 188.960 0.000 9 163.620 0.000 10 188.960 19.800 11 188.840 19.400 12 191.840 19.400 13 192.360 19.

9、800 14 255.670 68.500 15 255.271 68.500 16 191.960 19.800 17 203.810 19.800 18 256.870 68.500 19 259.870 68.500 20 262.870 68.500 21 263.271 68.500 不同土性區(qū)域數(shù) 7 區(qū)號 重度 飽和重度 粘聚力 內(nèi)摩擦角 水下粘聚 水下內(nèi)摩 十字板 強度增 十字板水 強度增長系 全孔壓 節(jié)點編號 (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 長系數(shù) 下值(kPa) 數(shù)水下值 系數(shù) 1 18.000 20.000 10.

10、000 38.000 7.000 35.000 - - - - - (-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,) 2 18.000 20.000 10.000 38.000 7.000 35.000 - - - - - (10,-1,9,11,12,13,14,15,16,) 3 20.500 22.000 25.000 45.000 20.000 41.000 - - - - - (11,9,8,17,13,12,) 4 22.000 23.000 10.000 40.000 8.000 37.000 - - - - - (18,7,6,19,) 5 21.500 23.000 10.

11、000 42.000 9.000 39.000 - - - - - (7,18,14,13,17,8,) 6 23.000 23.000 10.000 44.000 8.000 40.000 - - - - - (19,6,5,20,) 7 18.000 20.000 10.000 38.000 7.500 36.000 - - - - - (20,5,4,21,)水面信息 采用有效應力法 孔隙水壓力采用近似方法計算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側靜水壓力 水面線段數(shù) 6 水面線起始點坐標: (252.000,65.000) 壩坡外水位: 20.000(m) 水面線號 水平投影(m) 豎直投影

12、(m) 1 1.000 0.500 2 2.000 1.000 3 3.000 1.000 4 4.000 1.000 5 5.000 1.000 6 6.000 0.500計算條件 穩(wěn)定計算目標: 自動搜索最危險滑面 穩(wěn)定分析方法: 簡化Janbu法 土條寬度(m): 1.000 非線性方程求解容許誤差: 0.00001 方程求解允許的最大迭代次數(shù): 50 搜索有效滑面數(shù): 300 起始段夾角上限(度): 5 起始段夾角下限(度): 45 段長最小值(m): 22.833 段長最大值(m): 45.667 出口點起始x坐標(m): -68.500 出口點結束x坐標(m): 255.270 入

13、口點起始x坐標(m): 0.000 入口點結束x坐標(m): 263.270-計算結果:- 滑動安全系數(shù) = 1.345 最危險滑裂面 線段標號 起始坐標(m,m) 終止坐標(m,m) 1 (191.966,19.804) (216.852,28.245) 2 (216.852,28.245) (252.533,53.549) 3 (252.533,53.549) (263.285,68.500)8. 實驗結果分析。 由該工程資料知該工程為三級工程，查SL274-2001知：正常運行下的安全系數(shù)為1.30,。故此次計算結果為安全（1.3451.30）。五、總結 1.思考題 (1). 坡面起始點號和坡面線段數(shù)變化后，導入的工程斷面DXF圖會有什么不同？答：起始點號改變引起計算器是未知變化，破面線段數(shù)變化引起計算段改變。所得計算結果和計算位置不符。