毕业设计（论文）-大坝出险加固工程毕业设计.doc

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1、2012 届水利水电工程专业毕业设计 目录 目录1 第一章 水文计算1 1.1 工程等别.1 1.1.1 工程等、级别确定.1 1.1.2 确定洪水设计标准.1 1.1.3 水文测站情况.1 1.2 调洪演算6 1.2.1 水库水位库容曲线.6 1.2.2 水库泄流曲线.7 1.2.3 列表试算法.10 1.3 坝高的计算.11 1.3.1 超高计算11 1.3.2 正常运用工况.12 1.3.3 非常运用工况.13 1.4 坝顶高程确定.13 第二章 渗流稳定计算15 2.1 计算方法.15 2.2 计算工况.15 2.3 计算过程.15 2.3.1 工况一：15 2.3.2 工况二：17

2、2.3.3 工况三：19 2.3.4 工况四：21 第三章 坝坡稳定计算25 3.1 计算方法.25 3.2 计算原理.25 3.3 计算过程.26 3.3.1 正常运用工况.27 3.3.2 设计工况30 3.3.3 校核工况33 3.3.4 骤降工况37 第四章 溢洪道水力计算40 4.1 溢洪道泄流能力的复核40 4.1.1 计算原理.40 4.1.2 计算过程.40 4.2 临界水深、临界坡度临界水深、临界坡度42 4.2.1 计算原理.42 4.2.1 计算过程.43 4.3 溢洪道水面线计算溢洪道水面线计算43 4.4 溢洪道边墙高度溢洪道边墙高度45 4.4.1 边墙高度计算公式

3、.45 4.4.2 边墙高度计算.45 4.5 出口消能设施出口消能设施46 4.5.1 计算基本公式.46 4.5.2 计算基本过程.47 第五章 工程量的计算49 5.1 坝坡修整（清理表层土）坝坡修整（清理表层土）49 5.2 排水棱体排水棱体49 5.3 护坡护坡49 5.4 坝顶坝顶50 5.5 下游马道下游马道50 5.6 溢洪道溢洪道50 2012 届水利水电工程专业毕业设计 1 第一章 水文计算 1.1 工程等别 1.1.1 工程等、级别确定 大池水库是一座以农业灌溉为主的小（2）型水库，水库现状坝高对应的水 库总库容为 81.80 万 m3，最大坝高 21.57m。根据水利水

4、电工程等级划分及洪 水标准SL2522000 及防洪标准GB50201-94 之规定，确定为小（2）型 水库系等工程，主要建筑物为 5 级，次要建筑物为 5 级。 1.1.2 确定洪水设计标准 本次鉴定工程主要建筑物设计洪水标准按 30 年一遇设计，频率为 3.3%； 校核洪水标准按 300 年一遇校核频率为 0.33%。溢洪道消能防冲按 10 年一遇设 计频率为 10%。本次加固水库的防洪标准采用与原“三查三定”一致。 1.1.3 水文测站情况 工程所在的河流无水文、雨量测站，无实测暴雨资料，与工程区邻近的丰 都气象站有 19672008 年共 42 年年最大 1h、6h 暴雨资料和 195

5、92008 年共 50 年年最大 24h 暴雨资料，其资料系列长，代表性好，经与邻近流域测站资料 对比，未发现异常。流域特征参数根据 1:10000 地形图，直接量得大池水库坝 址以上集雨面积为 0.84Km2,主河道长 1.54m，并按公 2 01 2)( L LHLHH J iii 式计算，求得主河道的平均坡降 J=167.5。 一、水库坝址设计洪峰流量计算一、水库坝址设计洪峰流量计算 因本库流域及其附近类似区，除暴雨外，无其它任何实测与调查资料。本 次复核根据水利水电工程设计洪水计算规范SL43-93 的规定，用短历时暴 雨资料推求洪水。采用丰都气象站暴雨和四川省中小流域暴雨洪水计算手册

6、 （以下简称手册）1984 年版中的暴雨资料进行暴雨分析计算。本次设计还 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 采用了四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）中最大 1/6h、1h、6h、24h 暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果，设计雨力 Sp 及 暴雨公式指数 n，参数 n 在不同暴雨历时范围内,其取值不同。大池水库暴雨历 时 t 在 16 小时范围内，故按手册中暴雨历时 t=16 小时范围内的相应公 式计算设计雨力 Sp 及暴雨公式指数 n。 t=1/6-1 小时范围内时段暴雨量 Htp=Sp*t(1-n1） （1.1） Sp=H1p （1.2） n1=1+1.285*lg(H1/6

7、p/H1p) （1.3） Htp=H1/6p*(t/6)(n1-1) （1.4） t=1-6 小时范围内时段暴雨量 Htp=Sp*t(1-n2） （1.5） Sp=H1p （1.6） n2=1+1.285*lg(H1p/H6p) （1.7） Htp=H1p*t(1-n2) （1.8） t=6-24 小时范围内时段暴雨量 Htp=Sp*t(1-n3） （1.9） Sp=H6p*6(n3-1) （1.10） n3=1+1.661*lg(H6p/H24p) （1.11） Htp=H24p*(t/24)(1-n3) （1.12） 表 1.1 暴雨参数值及设计暴雨量 P=3.3%P=0.33%P=10%

8、 时段 （h） 均值 （mm） CVCS 模比系数 Kp 设计频率 下暴雨量 Hp 模比系 数 Kp 设计频 率下暴 雨量 Hp 模比 系数 Kp 设计频 率下暴 雨量 Hp 1/6160.353.5CV1.81166728.9866672.3938.241.4723.52 1390.453.5CV2.08966781.4972.94114.661.662.4 6700.393.5CV1.92134.42.61821.52106.4 24850.453.5CV2.089667177.621672.94249.91.6136 暴雨参数 2012 届水利水电工程专业毕业设计 3 设计雨力 Sp 及

9、暴雨公式指数 n，参数 n 在不同暴雨历时范围内,其取值不同。 大池水库暴雨历时 t 在 16 小时范围内，故按手册中暴雨历时 t=16 小时 范围内的相应公式计算设计雨力 Sp 及暴雨公式指数 n。 表 1.2 暴雨雨力及衰减指数 工况衰减指数 n暴雨雨力 s p=3.3%0.423181.497 p=0.33%0.3872114.66 p=10%0.455562.4 产流参数 根据大池水库所在的地理位置、地质概况、洪水发生季节与暴雨相应，流 域地处山区，河流短，洪水陡涨陡落，过程线多以单峰型出现，具有山区洪水 的特性。采用手册中表 3-1 盆缘山区的 值统计系数公式得：=3.6F- 0.1

10、9、CV=0.23、Cs=3.5CV计算各设计 值。 汇流参数 m 根据手册中表 3-2 的 m 值综合成果表，经计算 =2.919，盆缘山区的 m 值计算公式：当 =130 时，采用公式 m=0.3180.204=0.3956。 最大洪峰流量计算 洪峰流量按推理公式法计算，计算公式如下： （1.13） 0.278 n S QF 表 1.3 设计洪峰流量 工况p=3.3%p=0.33%p=10% 流量 Q19.191927.87214.3134 校核：由上述公式推出来的最大流量反求 m与前面的 m 值对比是否十分 接近。 （1.14） 4/13/1 278 . 0 m QJ L 魏治辉：大池水

11、库除险加固初步设计 表 1.4 校核情况对比表 工况m m p=3.3%0.39570.4534980.0578 p=0.33%0.39570.4392550.0436 p=10%0.39570.4684490.0728 由上表可见 m 与 m十分接近。 最大洪水总量计算 采用单峰洪水 （1.15） 4/1 8 . 12 FT 洪水总量 （1.16）（万立方米）FWPh1 . 0 矩形概化历时 （1.17） P P P Q W T 78.2 表 1.5 洪水总量及概化历时 WpTp p=3.3%10.303121.492435 p=0.33%14.982611.494402 p=10%7.79

12、53591.514038 表 1.6 总体成果 工况衰减指数 n暴雨雨力 s洪峰流量 Q 洪水总量 Wp 矩形概化历 时 Tp p=3.3%0.42310881.49719.191910.3031.4924 p=0.33%0.387191114.6627.871814.9831.4944 p=10%0.45548562.414.31347.79541.514 二、设计洪水过程线设计洪水过程线 本工程无实测洪水过程线数据，水库坝址设计洪水过程线，采用东部地区 单峰概化模型推求，根据上述推求的设计洪峰流量 Qp 及设计洪水总量 Wp，计 算设计洪水过程线概化矩形历时 Tp=2.78Wp/Qp 由，

13、计算 Q1 pp XTtYQQ, 1 2012 届水利水电工程专业毕业设计 5 及 t,再加入基流量可得设计、校核洪水过程线，分别见表 1.7、 917 . 0 0 032. 0FQ 图 1.1。 表 1.7 手册资料设计洪水过程表 洪水频率 P=10.00%设计洪水频率 P=3.33%校核洪水频率 P=0.33% 序号 t（h）流量（m3/s）t（h）流量（m3/s）t（h）流量（m3/s） 100.001600.001600.0016 20.171.010285610.171.4060599030.172.091988378 30.232.060212230.232.8462473060.

14、234.182373056 40.314.2813556040.315.9675353180.318.363142413 50.386.9284270940.389.5681817070.3813.93750156 60.469.9536516540.4613.683206150.4619.5118607 70.5212.415121950.5217.123062140.5224.38942495 80.5713.894179550.5718.759912910.5727.17660452 90.6713.976894240.6718.671797030.6727.17660452 100.8

15、212.592268780.8216.678382910.8124.38942495 111.0410.070239611.0413.289913491.0319.5118607 121.47.1614883341.49.424640511.3813.93750156 132.14.4837923992.15.9058939942.148.363142413 143.32.1851158153.32.8536375843.294.182373056 154.41.067792614.41.3639065854.332.091988378 165.30.4099728225.30.4796978

16、715.310.698398592 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 洪水历时过程线 0 5 10 15 20 25 30 0123456 小时(h) 流量（m3/s) p=10% p=3.3% p=0.33% 图 1.1 查手册等值线设计洪水过程线 1.2 调洪演算 大池水库本次复核不考虑防洪限制水位，溢洪道为正堰开敞式，调洪运用 方式为自由溢流方式。本水库的调洪计算采用半图解法。利用水库库容曲线、 溢洪道泄流曲线和设计洪水流量过程线，从正常蓄水位（即溢流堰顶高程）起 调，求得最高库水位、最大库容及最大下泄流量。 1.2.1 水库水位库容曲线 水库库容曲线采用的是由丰都县水利农机局 1982

17、 年“三查三定”复查时 实测的 1/2000 库区地形图的成果。水位库容曲线成果见表 1.8 和图 1.2。 表 1.8 水库水位库容曲线成果表 水位容积 序号 （m）（万 m3） 1553.560.0 2555.062 3557.564.5 4560.069 5562.5614.5 2012 届水利水电工程专业毕业设计 7 6565.0624 7567.5637.5 8570.0658 9572.5671 10573.0675 11575.5696 12578.06108 13578.56115 14581.06136 15583.56152 16586.06168 图 1.2 水库水位库容

18、曲线 1.2.2 水库泄流曲线 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 大池水库溢洪道为正堰开敞式自由溢流，溢洪道泄流能力曲线采用宽顶堰 堰流公式进行计算： （1.18） = 23/2 0 （1.19） 0= + 2 0 2 式中：溢流堰宽 B=6.89m； 闸孔孔数 n=1； H0计入流速水头的堰上总水头， （m） ； c侧收缩系数，此处为 1； m自由溢流的流量系数，按照别列辛斯基的经验公式进行计算，本 工程采用直角形进水口，因此按照下式进行计算： （1.20） = 0.32 + 0.01 3 0.46 + 0.75 式中：a堰高； H坝前堰上水深。 当 a/H=3 时，由堰高引起的水流垂向收缩

19、已达到充分的程度，故当 a/H3 时，仍取 a/H=3 带入公式中计算 m 值。 表 1.9 水库水位下泄流量曲线成果表 序号水位（m）流量（m3/s） 1573.19 0.00 2573.290.31 3573.390.87 4573.491.60 5573.592.47 6573.693.45 7573.794.54 2012 届水利水电工程专业毕业设计 9 8573.895.72 9573.996.99 10574.098.34 11574.199.77 12574.2911.27 13574.3912.83 14574.4914.48 15574.5916.18 16574.6917.

20、94 17574.7919.75 18574.8921.65 19574.9923.58 20575.0925.58 21575.1927.62 22575.2929.72 23575.3931.87 24575.4934.07 25575.5936.31 26575.6938.60 27575.7940.94 28575.8943.33 29575.9945.76 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 2.3 水库水位下泄流量曲线 1.2.3 列表试算法 基于水量平衡原理的水库调洪计算公式： （1.21） t V t VV qqQQqQ 12 2121 )( 2 1 )( 2 1 计算步骤： 1

21、、根据已知的水库水位容积关系曲线和建筑物泄洪方案，求出下泄流量与 库容的关系曲线。 2、选取合适的计算时段（本次设计取 0.2 小时） 3、决定开始计算的时刻和此时刻的 V1、q1值，然后列表计算。计算过程 中，对每一计算时段的 V2、q2值都要进行试算。 4、将计算结果绘成曲线，供查阅。 在计算过程中，每一时段的 Q1、Q2、q1、V1均为已知。先假定一个 q2值， 代入式（1.1） ，求出 V2值。然后按此在下泄流量与库容关系曲线上查出 q2值， 将其与假定值相比较。若两值不相等，则要重新假定一个 q2值，重复上述试算 过程，直至两者相等或很接近为止。这样多次求得的 q2、v2值就是下一时

22、段的 2012 届水利水电工程专业毕业设计 11 q1、V1值，可依据此值进行下一阶段的试算。逐时段依次计算的结果即为调洪 演算的成果。 表 1.10 大池水库洪水调节计算成果表 重现期洪峰流量最高库水位最大库容 资料频率 (%) （年）（m/s)（m）（万 m） 最大下泄 量（m/s） P=10.01014.31574.5580.024.36 P=3.333019.19574.57 80.184.59东泉站实测 P=0.3330027.87 574.8081.80 7.28 经计算：水库仍属于小（2）型水库，与“三查三定”资料一致，工程等级不变。 1.3 坝高的计算 1.3.1 超高计算 根

23、据 SL-2001碾压式土石坝施工规范 ，坝顶超高按以下公式计算： Y=A+e+R （1.22） 式中： y 坝顶超高，m； A 安全加高，m。 ，按 SL2742001碾压土石坝设计规范表 5.3.1 确 定。根据工程等级 5 级设计状况取 0.5m, 校核洪水位时取 0.3m； e 最大风速水面雍高，可按 SL2742001碾压土石坝设计规范附录 A 计算，m； （1.23） 2 cos 2 m KW D e gH R 最大波浪在坝坡上的爬高，可按 SL2742001碾压土石坝设计 规范 附录A计算，m； （1.24） 2 1 w mm KK Rl h m 魏治辉：大池水库除险加固初步设计

24、 W 风速，根据资料正常蓄水位时和设计洪水位时取 25.5 m/s ， 校核洪水位时取 17m/s； D 风作用于水域的长度，取340m； m坝坡坡率， K斜坡的糙率渗透性系数，根据湖面类型由SL274-2001碾压土石 坝计规范表 A. 1. 12-1 查得，取 0.8； Kw 经验系数，内插表 SL2742001碾压土石坝设计规范附录 A.1.122，得 1.0； K综合摩阻系数，取 3.610-6, 风向与坝轴线方向的夹角，取900 H m 水库水域的平均水深,m。 Hm、Lm分别为波浪波高和波浪波长，由按 SL2742001碾压土石坝设 计规范附录 A(A.1.72)、(A1.72)计

25、算： （1.25） 11 312 22 0.0076() m ghgD W WW （1.26） 11 2.153.75 22 0.331() m gLgD W WW 1.3.2 正常运用工况 平均波高： 11 312 22 0.0076() m ghgD W WW 34. 0 8 . 9 5 .25) 5 . 25 3408 . 9 ( 5 . 250076 . 0 )(0076 . 0 2 3 1 2 12 1 2 3 1 2 12 1 g W W gD W hm 平均波长： 11 2.153.75 22 0.331() m gLgD W WW 53 . 7 8 . 9 5 . 25) 5

26、.25 3408 . 9 ( 5 . 25331 . 0 )(331 . 0 2 75. 3 1 2 15 . 2 1 2 75 . 3 1 2 15 . 2 1 g W W gD W Lm 2012 届水利水电工程专业毕业设计 13 爬高： )(417 . 0 53 . 7 34 . 0 9 . 21 0 . 18 . 0 1 22 mLh m KK R mm W m 雍高： )(0038. 090cos 66.108 . 92 3405 .25106 . 3 cos 2 262 m gH DKW e m 那么坝顶超高 Y=A+e+R=0.417+0.0038+0.5=0.92（m） 1.3

27、.3 非常运用工况 平均波高： 11 312 22 0.0076() m ghgD W WW ）（m205. 0 8 . 9 17) 17 3408 . 9 (170076 . 0 )(0076 . 0 2 3 1 2 12 1 2 3 1 2 12 1 g W W gD W hm 平均波长： 11 2.153.75 22 0.331() m gLgD W WW ）（m02. 5 8 . 9 17) 17 3408 . 9 (17331 . 0 )(331 . 0 2 75 . 3 1 2 15 . 2 1 2 75. 3 1 2 15. 2 1 g W W gD W Lm 爬高： )(264

28、. 002 . 5 205. 0 9 . 21 0 . 18 . 0 1 22 mLh m KK R mm W m 雍高： )(0017 . 0 90cos 76.108 . 92 34017106 . 3 cos 2 262 m gH DKW e m 那么坝顶超高 Y=A+e+R=0.264+0.0017+0.3=0.566（m） 1.4 坝顶高程确定 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 正常蓄水位：573.19m 设计洪水位：574.57m 校核洪水位：574.8m 根据 SL-2001碾压土石坝设计规范5.3.3 坝顶高程由下面几个方面来确 定： （1） 正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高

29、：573.19+0.92=574.11m； （2） 设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高：574.57+0.92=575.49m； （3） 校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高：574.8+0.566=575.37m； 表 1.10 水库坝顶高程计算成果表 项 目正常运用非常运用 计算风速 W（m/s）25.517 吹程 D（m）340340 波浪爬高（m）0.4174765910.264480074 风雍高度（m）0.0038146970.001677301 安全超高 A0.50.3 坝顶超高 Y（m）0.9212912880.566157375 水库静水位（m）574.57574.8 计算坝顶

30、高程（m）575.4912913575.3661574 由计算结果知，大坝最大计算坝顶高程为 575.49m，不满足坝顶超高要求， 加防浪墙的墙顶高程 576.69m 满足超高的要求，故本次整治后坝顶高程满足 碾压式土石坝设计规范 （SL274-2001）要求。 2012 届水利水电工程专业毕业设计 15 第二章 渗流稳定计算 2.1 计算方法 根据实测大坝最大剖面和试验报告中渗透系数值，渗流计算用北京理 正软件设计研究院开发的渗流分析软件 5.11 版，采用公式法进行稳定和非稳定 渗流分析，按坝基不透水计算。 2.2 计算工况 根据碾压式土坝设计规范 （SL274-2001）第 8.1.2

31、条之规定，进行了以 下 4 种水位组合情况的渗流计算： 工况一、上游正常蓄水位与下游相应的最低水位； 工况二、上游设计洪水位与下游相应的水位； 工况三、上游校核洪水位与下游相应的水位； 工况四、库水位骤降时形成的非稳定渗流情况。 2.3 计算过程 2.3.1 工况一： 计算条件 土堤顶部宽度 b = 4.000(m) 土堤顶部高度 h = 21.570(m) 上游坡坡率 1:m1 = 3.000 下游坡坡率 1:m2 = 3.630 堤身渗透系数 k = 0.432(m/d) 上游水位 h1 = 19.910(m) 下游水位 h2 = 0.500(m) 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 不透水

32、地基 排水棱体高度 = 5.000(m) 排水棱体宽度 = 4.000(m) 棱体临水坡率 = 1.000 图 2.1 计算简图 中间计算结果 浸润线计算公式原点= 123.859(m) 浸润线起点 x 坐标 = 59.730(m) 浸润线终点 x 坐标 = 124.958(m) 最终计算结果 h0 = 2.664(m) 单位宽度渗流量: = 1.157(m3/d.m) 浸润线计算结果: X(m) Y(m) 66.143 17.786 72.556 16.792 78.969 15.736 85.382 14.603 91.795 13.375 98.207 12.022 104.620 10

33、.496 111.033 8.707 117.446 6.439 123.859 2.664 123.859 2.664 2012 届水利水电工程专业毕业设计 17 124.079 2.433 124.299 2.178 124.519 1.888 124.738 1.545 124.958 1.099 图 2.2 计算结果图 2.3.2 工况二： 计算条件 土堤顶部宽度 b = 4.000(m) 土堤顶部高度 h = 21.570(m) 上游坡坡率 1:m1 = 3.000 下游坡坡率 1:m2 = 3.630 堤身渗透系数 k = 0.432(m/d) 上游水位 h1 = 21.290(m

34、) 下游水位 h2 = 0.500(m) 不透水地基 排水棱体高度 = 5.000(m) 排水棱体宽度 = 4.000(m) 棱体临水坡率 = 1.000 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 图 2.3 计算简图 中间计算结果 浸润线计算公式原点= 123.859(m) 浸润线起点 x 坐标 = 63.870(m) 浸润线终点 x 坐标 = 125.113(m) 最终计算结果 h0 = 3.102(m) 单位宽度渗流量: = 1.387(m3/d.m) 浸润线计算结果: X(m) Y(m) 69.869 18.873 75.868 17.824 81.867 16.708 87.866 15.5

35、13 93.865 14.218 99.863 12.793 105.862 11.187 111.861 9.308 117.860 6.937 123.859 3.102 123.859 3.102 124.110 2.830 124.361 2.530 124.611 2.189 124.862 1.784 2012 届水利水电工程专业毕业设计 19 125.113 1.254 图 2.4 计算结果图 2.3.3 工况三： 计算条件 土堤顶部宽度 b = 4.000(m) 土堤顶部高度 h = 21.570(m) 上游坡坡率 1:m1 = 3.000 下游坡坡率 1:m2 = 3.630

36、 堤身渗透系数 k = 0.432(m/d) 上游水位 h1 = 21.520(m) 下游水位 h2 = 0.500(m) 不透水地基 排水棱体高度 = 5.000(m) 排水棱体宽度 = 4.000(m) 棱体临水坡率 = 1.000 图 2.5 计算简图 中间计算结果 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 浸润线计算公式原点= 123.859(m) 浸润线起点 x 坐标 = 64.560(m) 浸润线终点 x 坐标 = 125.141(m) 最终计算结果 h0 = 3.181(m) 单位宽度渗流量: = 1.428(m3/d.m) 浸润线计算结果: X(m) Y(m) 70.490 19.05

37、1 76.420 17.993 82.350 16.868 88.280 15.663 94.210 14.357 100.139 12.920 106.069 11.302 111.999 9.409 117.929 7.023 123.859 3.181 123.859 3.181 124.116 2.902 124.372 2.594 124.628 2.244 124.885 1.827 125.141 1.282 图 2.6 计算结果图 2012 届水利水电工程专业毕业设计 21 2.3.4 工况四： 计算条件 土堤顶部宽度 b = 4.000(m) 土堤顶部高度 h = 21.57

38、0(m) 上游坡坡率 1:m1 = 3.000 下游坡坡率 1:m2 = 3.630 堤身渗透系数 k = 0.432(m/d) 上游水位 h1 = 19.910(m) 下游水位 h2 = 0.500(m) 水位下降速度 = 3.000（m/d） 下降到的最低水位 = 2.380（m） 堤身土的给水度 = 0.005 图 2.7 计算简图 最终计算结果 水位下降所需时间 = 5.84(天) 时间(天) 浸润线最高点h0(t)+h0(m) 上游坡出渗点高度he(t)(m) 1.17 17.392 10.507 X(m) Y(m) 31.521 10.507 34.342 11.384 37.16

39、3 12.199 39.984 12.962 42.804 13.683 45.625 14.368 48.446 15.022 51.267 15.648 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 54.088 16.250 56.909 16.831 59.730 17.392 时间(天) 浸润线最高点h0(t)+h0(m) 上游坡出渗点高度he(t)(m) 2.34 14.874 7.119 X(m) Y(m) 21.357 7.119 25.194 8.230 29.032 9.208 32.869 10.092 36.706 10.904 40.543 11.660 44.381 12.37

40、0 48.218 13.041 52.055 13.680 55.893 14.290 59.730 14.874 时间(天) 浸润线最高点h0(t)+h0(m) 上游坡出渗点高度he(t)(m) 3.51 12.357 4.974 X(m) Y(m) 14.923 4.974 19.403 6.127 23.884 7.094 28.365 7.945 32.846 8.713 37.326 9.419 41.807 10.075 46.288 10.691 50.769 11.274 55.249 11.828 59.730 12.357 2012 届水利水电工程专业毕业设计 23 时间(

41、天) 浸润线最高点h0(t)+h0(m) 上游坡出渗点高度he(t)(m) 4.67 9.839 3.620 X(m) Y(m) 10.861 3.620 15.748 4.634 20.635 5.463 25.522 6.182 30.408 6.825 35.295 7.413 40.182 7.958 45.069 8.467 49.956 8.948 54.843 9.404 59.730 9.839 时间(天) 浸润线最高点h0(t)+h0(m) 上游坡出渗点高度he(t)(m) 5.84 7.321 2.858 X(m) Y(m) 8.573 2.858 13.689 3.565

42、 18.804 4.154 23.920 4.669 29.036 5.132 34.151 5.557 39.267 5.952 44.383 6.322 49.499 6.672 54.614 7.004 59.730 7.321 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 图2.8 计算结果图 2012 届水利水电工程专业毕业设计 25 第三章 坝坡稳定计算 3.1 计算方法 由于大池水库大坝为均质土坝，计算方法采用瑞典圆弧法公式计算。北京 理正软件设计研究所开发的边坡稳定分析软件 3.41 版是按瑞典圆弧法编制的， 该程序可用以计算均质土坝在各种工况时的坝坡稳定情况。自重搜索出给定条 件下的坝坡

43、抗滑稳定最小安全系数、最危险滑动面圆心的坐标及滑弧半径。故 用北京理正软件设计研究所开发的边坡稳定分析软件 3.41 版运用程序进行抗滑 稳定计算。 根据碾压式土坝设计规范SL 2742001 规范规定，采用瑞典圆弧法计 算时，大坝的最小抗滑稳定安全系数允许值： 正常运用条件下：1.15 非常运用条件下：1.05 3.2 计算原理 本设计稳定分析采用简单条分法瑞典圆弧法。该法基本假定土坡失稳 破坏可简化为一平面应变问题，破坏滑动面为一圆弧形面，将面上作用力相对 于圆心形成的阻滑力矩与滑动力矩的比值定义为土坡的稳定安全系数。计算时 将可能滑动面上的土体划分成若干铅直土条，略去土条间相互作用力的影

44、响。 魏治辉：大池水库除险加固初步设计 图 3.1 瑞典圆弧法计算简图 下游坝坡有渗流水存在，应计入渗流对稳定的影响。在计算土条重量时， 对浸润线以下的部分取饱和容重，对浸润线以上的部分取湿容重。假设土条两 侧的渗流水压力基本上平衡，则稳定安全系数的计算公式为 (3.1) iimii iiiwiimiiii t hhb tghhhblc K sin)( cos)cos/( 21 2 021 式中： 、土的湿容重和饱和容； m 水容重； 0 、土条在浸润线以上和以下的高度； 1 h 2 h 土条宽；b 土条底部中点的渗流水头，与土条滑动面相正交； w h 、土条沿滑裂面的长度和坡角；l 、土条的

45、有效抗剪强度指标。 c 3.3 计算过程 2012 届水利水电工程专业毕业设计 27 3.3.1 正常运用工况 一、上游坝坡稳定计算 表 3.1 瑞典圆弧法稳定分析计算表 ixl c WNTSxSyU 19.803.29-27.4822.412.471.14572.1245.37157.05471.14572.12 212.723.17-23.2222.412.4205.81596.1643.79147.60442.79596.16 315.641.45-20.1722.412.4138.47285.1120.0165.67197.01285.11 417.004.95-15.9422.412.4672.33985.6268.34213.40640.19985.62 521.764.83-9.4822.412.4930.92960.2466.62188.23564.68960.24 626.524.77-3.1522.412.41133.161131.4590.69163.06489.17947.42 731.284.773.1522.412.41281.16