引水式水電站擋水壩穩(wěn)定及應(yīng)力計算方案

引水式水電站擋水壩穩(wěn)定及應(yīng)力計算方案1.1計算說明1.1.1設(shè)計內(nèi)容針對擋水壩進行以下幾方面的計算①抗滑穩(wěn)定計算②壩基最大最小應(yīng)力計算③壩基上、下游邊緣應(yīng)力計算1.1.2計算工況只做一種工況即正常蓄水時基本組合1.1.3計算單元與計算截面非溢流壩取最大剖面處，沿壩軸線取1m寬進行計算，本設(shè)計取樁號0+479~0+480，底寬27.68m，底高程157.8m.1.2擋水壩的穩(wěn)定及應(yīng)力分析1.2.1計算荷載(1)重力（擋水壩段自重可分成w，w2兩塊）如圖5-1沿壩軸線成IM長擋水壩地段自重W=W1+W2=13490.5KN(2)水壓力C(計算尺寸見圖5-11)上游水壓力水平水壓力P1=0.5×9.81×（191.5-157.8）2=5570.6KN下游水壓力水平水壓力P2=0.5×9.81×（172-157.8）2=989KN重直水壓力P2‘=9.81×（172-157.8）2×0.75×0.5×1=741.8KN(3)浪壓力時為深水波時為淺水波，時為破碎波其中——壩前水深——取校核水位時的波長——波浪破碎的臨界水深本設(shè)計壩前水深=191.5-157=34.5m>0.5=4.865m因為,所以本設(shè)計為深水波當(dāng)在距水庫靜水位的深度以下各點的浪壓力可忽略不計，式中，各參數(shù)如圖5-2所示將已知代入下式中P—浪壓力—波長，取校核水位時入9.73m。(4)揚壓力重力壩建成后在上，下游水位差的作用下，水流繞過壩體，壩基和兩岸壩頭向下游滲透，在某個截面上，由于滲透引起的水壓力稱為滲透壓力，由下游水深引起的水壓力稱為浮托力，滲透壓力與浮托力之和稱為揚壓力。上游壩踵處揚壓力為H，其中H＇為壩踵處的水深②帷幕中心線上揚壓力為(H2+H)其中H為上下游藝機水位差。H=191.5-172.0=19.5mH2為壩趾處水深，H2=172-157.8=14.2m根據(jù)壩基地質(zhì)條件及防滲帷幕情況擬定，通常值宜采和0.45~0.6本設(shè)計取=0.5（《水工建筑物》P12）(H2+H)=9.81×（14.2+0.5×19.5）=235KN③排水孔線上揚壓力的值為(H2+H)根據(jù)壩基地質(zhì)條件及排水設(shè)施情況擬定，通常值宜采和0.2~0.4本設(shè)計取=0.4（《水工建筑物》P12）(H2+H)=9.81×（14.2+0.4×19.5）=214.6KN④下游壩趾處的揚壓力H2=9.81×14.2=139.3KN⑤揚壓力分四塊計算結(jié)果如下：=H2×28.27=9.81×15×27.68=3851.8KN=(H+H)×3×0.5=(0.5×9.81×19.5+9.81×19.5)×3×0.5=430.41KN=(H+H)×3×0.5=258.25KN=H×(27.68-3-3)×0.5=829.5KN1.2.2荷載計算(1)簡化中心O點在壩底寬中心點(2)簡化過程及各力的方向見圖1.2.3抗滑穩(wěn)定計算抗滑穩(wěn)定計算公式式中K—抗剪強度計算的抗滑穩(wěn)定系數(shù)，按《水工建筑物》表2—9查得K=1.05f—壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)，按《水工建筑物》表2—10查得f=0.65—Z作用在壩體上鉛直方向的全部荷載（不包括揚壓力）—作用在壩體