2010年水利系水工建筑物应用技术技能竞赛
(三)坝基面抗滑稳定计算
坝基面抗滑稳定计算,参照《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005) P20(6.4.1-2)公式
K=
f?W?P
?W——作用于坝体上全部荷载(包括扬压力)对滑动平面的法向分
值, kN;
?P——作用于坝体上全部荷载对滑动平面的切向分力值,kN;
f——坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数,在本工程设计中取
f=0.65 ;
K——按抗剪强度计算的抗稳定安全系数。
基本组合:
正常水位:K=设计水位: K=特殊组合:
校核水位: K=
f?W?Pf?W==
0.65?8048.79=1.61>1.05
3245.320.65?7206.96=1.11>1.05
4211.4?Pf?W?P=
0.65?7104.15=1.06>1.00
4323.0721
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表(2-5) 折坡面 正常蓄水位 上游水位 681.0 披坡高程 677.5m
铅直力 代号 荷载名称 计算式 (kN) ↓(+)↑(-) W1 W2 P1 PL1 PL2 合计 坝体自重 坝体自重 上游水压力 浪压力 浪压力 不计扬压力
水平力 (kN) →(+)←(-) 61.25 232.65 -173.76 120.14 3.5-2=1.5 3.5-332/3=1.5 3.531/3=1.167 7.89331/3+24-5.895-20.5=0.236 20.5-(24-5.89532/3)=0.43 力矩(kN2m) 对计算截面中点力臂m (+)(-) 843.84 -231.44 -71.48 -54.91 -74.72 411.29 (437-1.233.8)324 4.28573332431/2 1033.5231/2 7.89335.89531031/2 5.895231031/2 562.56 154.29 716.85 表(2-6) 折坡面 设计水位 上游水位 685.06 披坡高程 677.5m
铅直力 代号 荷载名称 计算式 (kN) 水平力 (kN) 对计算截面中点力臂m 力矩(kN2m) (+)(-) 3.5-2=1.5 3.5-332/3=1.5 7.5631/3=2.55 7.89331/3+28.06-5.895-20.5=4.296 28.06-5.89532/3-20.5=3.63 843.84 -231.44 -728.71 -999.46 630.75 -485.02 ↓(+)→(+)↑(-) ←(-) W1 W2 P1 PL1 PL2 坝体自重 坝体自重 上游水压力 浪压力 浪压力 (437-1.233.8)324 4.28573332431/2 1037.56231/2 7.89335.89531031/2 5.895231031/2 562.56 154.29 285.77 232.65 -173.76 合计 不计扬压力 716.85 344.66
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表(2-7) 折坡面 校核水位 上游水位 685.67 披坡高程 677.5m
铅直力 代号 荷载名称 计算式 (kN) 水平力 (kN) 对计算截面中点力臂m 力矩(kN2m) (+)(-) 3.5-2=1.5 3.5-332/3=1.5 8.1731/3=2.72 5.096631/3+28.67-3.9273-20.5=5.942 28.67-3.927332/3-20.5=5.552 843.84 -231.44 -907.77 -594.68 428.17 -461.88 ↓(+)→(+)↑(-) ←(-) W1 W2 P1 PL1 PL2 坝体自重 坝体自重 (437-1.233.8)324 4.28573332431/2 5.096633.927331031/2 3.9273231031/2 562.56 154.29 716.85 333.74 100.08 -77.12 356.7
上游水压力 1038.17231/2 浪压力 浪压力 合计 不计扬压力
(四)应力计算
参照《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)P18 (6.3.2)、(6.3.3)及(6.3.4)
重力坝坝基基面坝踵、坝址的垂直应力应符合下列要求
1、运用期:1)在各种荷载组合下(地震荷载除外),坝踵垂直应力小于坝基容许压应力。2)在地震荷载作用下,坝踵、直至的垂直应力应符合SL 203的要求。
2、施工期:坝址垂直应力允许有小于0.1Mpa的拉应力。 重力坝坝基截面的垂直应力应按(6.3.3)计算
?uyd?yW?M? ??TT2
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ud?,?式中:yy, —坝踵、坝址垂直应力,kPa;
?W——作用于坝段上或1m坝长全部荷载(包括扬压力)在坝基
截面上法向力的总和,kN;
?M——作用于坝段或1m坝长全部荷载对坝基截面形心轴的力矩
总和,kN2m;
T——坝段或者1m坝长的坝基截面对形心轴的惯性矩,m4
重力坝坝体应力应符合下列要求: 1 运用期:
1)坝体上游面的垂直应力不出现拉应力(及扬压力)。 2)坝体最大主应力,不应大于混凝土的允许压应力值。
3)在地震情况下,坝体上游面的应力控制标准应符合SL 203的要
求。
1.坝基面
基本组合:
1)正常蓄水位: a,坝体边缘正应力按计入与不计扬压力情况校核。 不计扬压力时:
u?yW6?M9532.296?4076.88412.32kpa?0???=±= d2?yTT2336.78kpa?3000kpa25.4525.45
计入扬压力时:
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u?y?W?6?M?8048.79?6?(?5356.83)?266.64kpa?0 ?d?yTT225.4525.452365.88kpa?3000kpa b:坝体上游边缘主应力按不计扬压力情况校核:
20?)=301.29kpa P?rH?rsbhstan(45?)=10324+12.53103tg(45°-22'2??s2
?uy=412.32kpa
u?1u??y(1?m12)?P'm12?412.32?(1?0.22)?301.29?0.22?416.76kpa?3000kpa
2)设计水位:
a:坝体边缘正应力按计入与不计扬压力情况校核.
不计扬压力时:
u?y?W?6?M?9762.27?6?(?8782.63)?302.23kpa?0 ?d?yTT225.4525.452464.94kpa?3000kpa计入扬压力时:
u?yW6?M7206.966?(?18137.73)115.16kpa?0?????? d?yTT225.4525.452451.20kpa?3000kpab:坝体上游边缘主应力按不计扬压力情况校核.
20?)=341.89kpa P?rH?rsbhstan(45?)=10328.06+12.53103tg(45°-22'2??s2
?uy=302.23kpa
2'222?1u??uy(1?m1)?Pm1?302.23?(1?0.2)?341.89?0.2?300.64kpa?3000kpa
特殊组合:
3)设计水位:a:坝体边缘正应力按计入与不计扬压力情况校核. 不计扬压力时:
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