重力坝稳定与应力计算

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1、......坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料坝顶高程：1107.0m校核洪水位（P=0.5%）上游：1105.67m下游：1095.18m正常蓄水位上游：1105.5m下游：1094.89m死水位：1100.0m混凝土容重：24KN/m3坝前淤沙高程：1098.3m泥沙浮容重：5KN/m3混凝土与基岩间抗剪断参数值：f`=0.5c`=0.2Mpa坝基基岩承载力：［f］=400Kpa坝基垫层混凝土：C15坝体混凝土：C1050年一遇最大风速：v0=19.44m/s多年平均最大风速为：v0`=12.9m/s吹程D=1000m学习参考......（二）、坝体

2、断面1、非溢流坝段标准剖面(1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算）A、正常蓄水位情况（上游水位1105.5m，下游水位1094.89m）①竖向力（自重）W1=24×5×17=2040KNW2=24×10.75×8.6/2=1109.4KNW3=9.81×（1094.5-1090）2×0.8/2=79.46KN∑W=3228.86KNW1作用点至O点的力臂为：(13.6-5)/2=4.3mW2作用点至O点的力臂为：W3作用点至O点的力臂为：学习参考......竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：MOW1=2040×4.3=8772KN·mMOW2=－1109.4×1.067=－

3、1183.7KN·mMOW3=－79.46×5.6=－445KN·m∑MOW=7143.3KN·m②静水压力（水平力）P1=γH12/2=9.81×(1105.5－1090)2/2=－1178.4KNP2=γH22/2=9.81×(1094.89-1090)2/2=117.3KN∑P=－1061.1KNP1作用点至O点的力臂为：(1105.5－1090)/3=5.167mP2作用点至O点的力臂为：(1094.89－1090)/3=1.63m静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：MOP1=1178.4×5.167=－6089KN·mMOP2=117.3×1.63=191.2KN

4、·m∑MOP=－5897.8KN·m③扬压力扬压力示意图请见下页附图：H1=1105.5－1090=15.5mH2=1094.89－1090=4.89m(H1－H1)=15.5－4.89=10.61m计算扬压力如下：U1=9.81×13.6×4.89=652.4KNU2=9.81×13.6×10.61/2=707.8KN∑U=1360.2KN学习参考......U1作用点至O点的力臂为：0mU2作用点至O点的力臂为：13.6/2－13.6/3=2.267m竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：MOU1=0KN·mMOU2=－707.8×2.267=－1604.6KN·m∑MOU

5、=－1604.6KN·m④浪压力（直墙式）浪压力计算简图如下：由确定坝顶超高计算时已知如下数据：单位：m学习参考......平均波长Lm波高h1%坝前水深H波浪中心线至计算水位的高度hZ7.6440.8315.50.283使波浪破碎的临界水深计算如下：将数据代入上式中得到：由判定条件可知，本计算符合⑴H≥Hcr和H≥Lm/2，单位长度上的浪压力标准值按下式计算：式中：γw──水的重度=9.81KN/m3其余计算参数已有计算结果。浪压力标准值计算得：对坝底中点O取矩为（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：MOPWK=(9.81×1.113×0.862/2)×(15.5+1.113/3)+(9.81

6、×3.822×0.862/2)×(15.5－3.822/3)=－(74.687+229.89)=－304.577KN·m⑤淤沙压力淤沙水平作用力：学习参考......式中：γSb──淤沙浮容重=5KN/m3hS──挡水建筑物前泥沙淤积厚度=8.3mψSB──淤沙内摩擦角=18°代入上式得到淤沙压力标准值PSK=－90.911KN对O点的力臂为（1098.3－1090）/3=2.767m对O点取矩MOPSK=－90.911×2.767=－251.552KN·m将计算的各荷载进行汇总整理。结论请见附表1。B、校核洪水位情况（上游水位1105.67m，下游水位1095.18m）①竖向力（自重）W1=

7、24×5×17=2040KNW2=24×10.75×8.6/2=1109.4KNW3=9.81×（1095.34-1090）2×0.8/2=111.9KN∑W=3261.3KNW1作用点至O点的力臂为：(13.6-5)/2=4.3mW2作用点至O点的力臂为：W3作用点至O点的力臂为：竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：MOW1=2040×4.3=8772KN·mMOW2=－110