水利水电工程专业毕业设计(7)

黔西南民族职业技术学院水利电力工程系水利水电建筑工程专业毕业设计

上游面水平正应力：?xu??pu?puu???pu?puu??yu?n2?21.67?kPa?

下游面水平正应力：?xd??pd?pud????yd?pud?pd?m2?31.19?kPa?

上游面主应力：?1u??1?n2??yu??pu?puu?n2?857.50?kPa? ?2u下游面主应力：?1d ?2d?pu?puu?0?kPa?

?1?m2?yd?m2?pd?pud??79.92?kPa? ?pd?pud?0

??（二）、正常蓄水位时坝体内部应力的计

图2-4 坝内主应力计算简图

1、坝内垂直正应力?y

根据在水平截面上呈直线分布的假定可得距下游坝面x处的

?y为：?y?a?bx

其中a、b由边界条件和偏心受压公式确定。

当x=0时，a??yd当x=B时，b?W6?M???BB212?MB3?143.22?kPa?

?yu??ydB??13.70?kPa/m?

? ?y?a?bx?143.22?13.70x

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2、坝内剪应力?

? 根据y呈线性分布，由平衡条件可得出水平截面上剪

2???a?bx?cxxx111应力呈二次抛物线分布，即： 其中，

a1、b1、c1由边界条件确定。

a1??d?114.58?kPa?

?6?P1??b1???2?u?4?d??3.69?kPa/m? ??B?B? c1?1B2?6?P???3?u?3?d???0.25kPa/m2?B?????

所以： ?x?a1?b1x?c1x2?114.58?3.69x?0.25x2

3、坝内水平截面正应力?x

根据?x在水平截面呈二次抛物线分布，由平衡条件可

得出水平正应力

?x 呈三次抛物线分布，即：

?x?a2?b2x?c2x2?d2x3 其中a2、b2、c2、d2可由边界条件确

定。由于?x的三次抛物线分布与直线相当接近。因此，可近似地作为直线分布，即： ?x?a2?b2x

a2??xd b2??91.66?kPa?

??2.33?kPa/m?

?xu??xdB 所以：?x?91.66?2.33x 4、坝内主应力?1 、?2

2

5、将坝底四等分，分别计算各等分点的主应力

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1?2??x??y??x??y?2??????2???2黔西南民族职业技术学院水利电力工程系水利水电建筑工程专业毕业设计

1）、A点的应力：X=7.52m

?x?74.16?kPa? ?y?246.28?kPa? ?x?128.21?kPa?

?1?314.64?kPa? ?2?5.81?kPa? 2）、B点的应力：X=15.04m

?x?56.67?kPa? ?y?349.33?kPa? ?x?113.66?kPa?

?1?388.29?kPa? ?2?17.71?kPa? 3）、C点的应力：X=22.56m

?x?39.17?kPa? ?y?452.38?kPa? ?x?70.92?kPa? ?1?464.22?kPa? ?2?27.33?kPa?

4）、E点的应力：X=30.08m

?x?21.67?kPa? ?y?555.44?kPa? ?x?0?kPa? ?1?555.44?kPa? ?2?21.67?kPa?

所以，经过计算，在正常蓄水位时坝体应力没有出现拉应力，满足应力要求。

（三）、校核洪水位时坝体边缘应力的计算

表2-7 校核洪水位时的荷载作用

荷载 符号 W1 W2 P1 P2 U1 扬压力 U2 U3 作用作用点距坝大小(KN) 方向 基面形心距离（m） → 4766.40 12.04 → 8697.70 1.01 5061.60 261.12 2151.92 952.31 292.12 → ← ↑ ↑ ↑ 10.71 2.4 0 0.97 11.92 产生力矩（KN.m） 57387.46 -8813.67 -54226.61 635.39 0 -2234.74 -3809.22 -3091.03 力矩和（KN.m） 自重 静水压力 第 33 页

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U4 浪压力 淤沙压力 下游水重 Pl PS W 438.18 85.37 130.00 208.90 ↑ → → → 12.98 33.10 3.3 13.11 -6005.95 -2569.24 -433.33 -2735.16

表2-8 校核洪水位时的各项参数

上游水深H1 32.14m 下游水上下游水深H2 位差H 7.30m 24.84m 上游坝坡坡率n 0 下游坝坡坡率m 0.8 坝底宽度B 30.08 淤沙扬压力折高程m 减系数α 10 0.25

1、不计扬压力的情况

?KN? B?30.08?m? ?M??3091.03 ?KN.m? ?W?9838.47 pu??sh??水H1?412.572?kPa?

pd??水H2?91.14?kPa?

上游面垂直正应力：?yu??下游面垂直正应力：?ydWB?6?MB2?306.58?kPa? ?347.57?kPa?

W6?M???BB2上游面剪应力：?u??pu??yu?n?0

下游面剪应力： ?d???yd?pd?m?278.06?kPa? 上游面水平正应力：?xu?pu??un?21.67?kPa? 下游面水平正应力：?xd?pd??dm?222.45?kPa?

上游面主应力：?1u??1?n2??yu?pun2?306.58?kPa? ?2u下游面主应力：?1d?pu?0?kPa?

?1?m2?yd?m2pd?570.01?kPa?

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?2d2、计入扬压力的情况

?pd?0?kPa?

?KN? B?30.08?m? ?M?60109.57?KN.m? ?W?13672.99 pu??sh??水H1?412.572?kPa?

pd??水H2?91.14?kPa? Puu??水H1?334.572?kPa? Pud??水H2?91.14?kPa?

上游面垂直正应力：?yuW6?M???BB2?853.16?kPa? ?55.95?kPa?

W下游面垂直正应力：?yd??B?6?MB2上游面剪应力：?u??pu?puu??yu?n?0

下游面剪应力： ?d???yd?pud_pd?m?44.76?kPa? 上游面水平正应力：?xu??pu?puu???pu?puu??yu?n2?21.67?kPa?

下游面水平正应力：?xd??pd?pud????yd?pud?pd?m2?35.81?kPa?

上游面主应力：?1u??1?n2??yu??pu?puu?n2?853.16?kPa? ?2u下游面主应力：?1d ?2d?pu?puu?0?kPa?

?1?m2?yd?m2?pd?pud??91.76?kPa? ?pd?pud?0

??（四）校核洪水位时坝体内部应力的计算

1、坝内垂直正应力?y

根据在水平截面上呈直线分布的假定可得距下游坝面x处

的?y为：?y?a?bx

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