重力坝稳定及应力计算 书 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
重力坝剖面设计及原则 5.1.1剖面尺寸的确定 重力坝坝顶高程，坝高H=。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须要有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取坝高的8%～10%，且不小于2m。若有交通要求或有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。综合考虑以上因素，坝顶宽度m 。 B10 考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率n=0～，下游边坡坡率m=0～。故上游边坡坡率初步拟定为，下游边坡坡率初步拟定为。上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定，一般折坡点在坝高的1/3～2/3附近，故初拟上游折坡点高程为。下游折坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处），故初拟下游折坡点高程为。 5.1.2剖面设计原则 重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。 非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。 遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面。 重力坝挡水坝段荷载计算 5.2.1基本原理与荷载组合 重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、冰压力、地震荷载等。本次设计取单位长度的坝段进行计算。相关荷载组合见表。 表荷载组合表
XXXXXX 继续教育学院 毕业论文 题目 XXX水库 混凝土重力坝枢纽设计 专业水工 层次专升本 姓名 学号
前言 关键词：重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理 本次设计内容为河南南潘家口水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝，坝轴线选择和枢纽布置见1号图SG-01潘家口水库平面图所示。 整座重力坝共分53个坝段，主要有非溢流挡水坝段、溢流表孔坝段、溢流底孔坝段和电站厂房坝段。其中非溢流挡水坝段每坝段宽15米，分布于大坝两端；厂房坝段每段宽16米，布置在靠近右岸的主河床上，装机3台机组；底孔坝段每段宽22米，布置在厂房坝段左侧的主河床上；溢流坝段每段宽18米，布置在滦河主河床上。详见1号图SG-02下游立视图。 挡水坝段最大断面的底面高程为128米，坝顶高程为228米，防浪墙高1.2米，最大坝高为101.2m，属高坝类型。坝顶宽12米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为181米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程688.98英尺，详细情况参见1号图SG-03挡水坝剖面图。 溢流坝段最大断面的底面高程为126米，堰顶高程210米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25.0米，鼻坎高程取159米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为181米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连，详细情况见1号图SG-02溢流堰标准横断面图所示。 本枢纽溢流堰采用挑流方式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。 以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。 本次设计只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。 编者 2008.9
边坡防护之抗滑桩类型、设计及计算 一、概述 抗滑桩是将桩插入滑面以下的稳固地层内，利用稳定地层岩土的锚固作用以平衡滑坡推力，从而稳定滑坡的一种结构物。除边坡加固及滑坡治理工程外，抗滑桩还可用于桥台、隧道等加固工程。 抗滑桩具有以下优点： (1) 抗滑能力强，支挡效果好； (2) 对滑体稳定性扰动小，施工安全； (3) 设桩位置灵活； (4) 能及时增加滑体抗滑力，确保滑体的稳定； (5) 预防滑坡可先做桩后开挖，防止滑坡发生； (6)桩坑可作为勘探井，验证滑面位置和滑动方向，以便调整设计，使其更符合工程实际。 二、抗滑桩类型
实际工程应用中，应根据滑坡类型及规模、地质条件、滑床岩土性质、施工条件和工期要求等因素具体选择适宜的桩型。 三、抗滑桩破坏形式 总体而言，抗滑桩破坏形式主要包括： (1)抗滑桩间距过大、滑体含水量高并呈流塑状，滑动土体从桩间挤出； (2) 抗滑桩抗剪能力不足，桩身在滑面处被剪断； (3) 抗滑桩抗弯能力不足，桩身在最大弯矩处被拉断； (4) 抗滑桩锚固深度及锚固力不足，桩被推倒； (5)抗滑桩桩前滑面以下岩土体软弱，抗力不足，产生较大塑性
变形，使桩体位移过大而超过允许范围； (6)抗滑桩超出滑面的高度不足或桩位选择不合理，桩虽有足够强度，但滑坡从桩顶以上剪出。 对于流塑性地层，滑体介质与抗滑桩的摩阻力低，土体易从桩间挤出。此时，可在桩间设置连接板或联系梁，或采用小间距、小截面的抗滑桩，因流塑体的自稳性差，当地下水丰富时，开挖截面过大的抗滑桩易造成坍塌，对处于滑移状态的边坡，还可能会加速边坡的滑移速度，甚至造成边坡失稳。 四、抗滑桩设计 01 基本要求 抗滑桩是一种被动抗滑结构，只有当边坡产生一定的变形后，才能充分发挥作用。因此，抗滑桩宜用于潜在滑面明确、对变形控制要求不高的土质边坡、土石混合边坡和碎裂状、散体结构的岩质边坡。 抗滑桩宜布置在滑体下部且滑面较平缓的地段；当滑面长、滑坡推力大时，可与其它加固措施配合使用，或可沿滑动方向布置多排抗滑桩，多排抗滑桩宜按梅花型布置。此外，抗滑桩设计还应满足以下要求： ?通过桩的作用可将滑坡推力滑坡的剩余抗滑力传递到滑面以下 稳定地层中，使滑体边坡安全系数达到规定值。保证滑体不越过桩顶，不从桩间挤出。 ?桩身有足够的稳定性。桩的截面、间距及埋深适当，锚固段的横向应力在容许值内。 ?桩身有足够的强度。钢筋配置合理，能够满足截面内力要求。 ?保证安全，施工方便，经济合理。 02 设计流程
抗滑桩设计的步骤 1抗滑桩设计计算步骤 一．首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态和发展趋势。 二．根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。 三．根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。 ①根据滑坡推力大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。 ②桩的计算宽度，并根据滑体的地层性质，选定地基系数。 矩形桩：Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1 圆形桩：Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1) ③根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸，计算桩的变形系数（α或β）及其计算深度（αh或βh），据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。 桩的截面形状应从经济合理及施工方便可虑。目前多用矩形桩，边长2~3m，以1.5×2.0m及2.0×3.0m两种尺寸的截面较为常见。 计算弹性地基内的侧向受荷桩时，有关地基系数目前有两种不同的假定： ⑴认为地基系数是常数，不随深度而变化，以“K”表示之，相应的计算方法称为“K”法，可用于地基为较为完整岩层的情况
⑵认为地基系数随深度按直线比例变化，即在地基深度为y处的水平地基系数为C H=m H*y或CH=A H+m H*y，竖直方向的地基系数为C V=m V*y或C V=A V+m V*y，。A H、A V表示某一常量，m H、m V分别表示水平及竖直方向地基系数的比例系数。相应这一假定的计算方法称为“m”法，可用于地基为密实土层或严重风化破碎岩层的情形。 2水平及竖向地基系数的比例系数应通过试验确定；当无试验资料时，可参可表1确定。较完整岩层的地基系数K值可参考表2及表3确定。 非岩石地基m H和m V值 表1 注：由于表中m H和m V采用同一值，而当平均深度约为10m时，m H值接近垂直荷载作用下的垂直方向地基系数C V值，故C V值不得小于10m V。 较完整岩层的地基系数K V值 表2 注：①在R=10~20Mpa的半岩质岩层或位于构造破碎影响带的岩质岩层v，根据实际情况可采用k H=A+m H y；
某抗滑桩设计验算 案例说明 本章以实际边坡工程为例，详细介绍和讲解GEO5 2016中新增的「抗滑桩设计」模块的具体功能和使用方法。「抗滑桩设计」模块（以下简称「抗滑桩」模块）的开发参考了相关中国规范、工程手册和设计经验，并得到了很多中国工程师的建议和指导。 工程概况 本工程案例为某铁路路堑边坡支护工程，铁路路线恰好穿过边坡坡脚。施工前边坡已经发生过一次滑动破坏，滑动面比较明确，为了防止二次滑动给路基产生的毁灭性破坏，需要对边坡进行支护处理。设计采用的支护方式为：先在滑坡中部添加一排抗滑桩，接着在滑坡中下部设置片石重力式挡墙，最后再进行路堑开挖并设挡土墙。 为安全起见，这里将路堑开挖完成以后的边坡剖面作为计算剖面，即假设先挖路堑再进行边坡支护，而实际的施工顺序应为先进行边坡支护再进行路堑开挖。图28.1为滑坡初始计算剖面。 图1 边坡初始计算剖面 滑坡推力与滑体抗力计算 抗滑桩桩后滑坡推力与桩前滑体抗力需要在GEO5「土质边坡稳定分析」模块（以下简称「土坡」模块）中进行计算。首先打开「土坡」模块，设计之初，我们已经在CAD软件中绘制了边坡的剖面模型，所以在这里直接导入边坡剖面
模型即可。点击【文件】 【导入】 【将DXF文件以多段线导入】，在弹出的窗口中选择打开边坡剖面DXF文件，接着在设置窗口左侧的图层列表中勾选需要导入的地层线（注意：项目单位的选择，这里选择为“m”，偏移选择“自动定位到原点”。） 图2 模型导入设置 边坡剖面成功导入以后，在【分析设置】中确认选择的是「中国-铁路行业」，采用默认的设计安全系数1.35，即滑坡推力和滑体抗力也采用该安全系数计算。 接着在竖向模式菜单栏中点击【岩土材料】，在岩土材料界面中添加边坡岩土体材料。表1为岩土材料参数列表。 表1 岩土材料参数
1 目录 目录 (1) 第1章非溢流坝设计 (4) 1.1坝基面高程的确定 (4) 1.2坝顶高程计算 (4) 1.2.1基本组合情况下： (4) 1.2.2特殊组合情况下： (5) 1.3坝宽计算 (6) 1.4 坝面坡度 (6) 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (7) 第二章非溢流坝段荷载计算 (8) 2.1 计算情况的选择 (8) 2.2 荷载计算 (8) 2.2.1 自重 (8) 2.2.2 静水压力及其推力 (8) 2.2.3 扬压力的计算 (10) 2.2.4 淤沙压力及其推力 (12) 2.2.5 波浪压力 (13) 2.2.6 土压力 (14) 第3章坝体抗滑稳定性分析 (16) 3.2 抗滑稳定计算 (17) 3.3 抗剪断强度计算 (18) 第4章应力分析 (20) 4.1 总则 (20) 4.1.1大坝垂直应力分析 (20) 4.1.2大坝垂直应力满足要求 (21) 4.2计算截面为建基面的情况 (21) 4.2.1 荷载计算 (22) 4.2.2运用期（计入扬压力的情况） (23) 4.2.3运用期（不计入扬压力的情况） (23)
4.2.4 施工期 (23) 第5章溢流坝段设计 (25) 5.1 泄流方式选择 (25) 5.2 洪水标准的确定 (25) 5.3 流量的确定 (25) 5.4 单宽流量的选择 (25) 5.5 孔口净宽的拟定 (26) 5.6 溢流坝段总长度的确定 (26) 5.7 堰顶高程的确定 (27) 5.8 闸门高度的确定 (27) 5.9 定型水头的确定 (28) 5.10 泄流能力的校核 (28) 5.11.1 溢流坝段剖面图 (29) 5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (29) （1）正常蓄水情况 (29) （2）设计洪水情况 (30) （3）校核洪水情况 (30) 第6章消能防冲设计 (31) 6.1洪水标准和相关参数的选定 (31) 6.2 反弧半径的确定 (31) 6.3 坎顶水深的确定 (32) 6.4 水舌抛距计算 (33) 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (34) 第7章泄水孔的设计 (36) 7.1有压泄水孔的设计 (36) 7.11孔径D的拟定 (36) 7.12 进水口体形设计 (36) 7.13 闸门与门槽 (37) 7.14 渐宽段 (37) 7.15 出水口 (37) 7.15 通气孔和平压管 (38) 参考文献 (39)
目录 1 工程概况 2 计算依据 3 滑坡稳定性分析及推力计算 3.1 计算参数 3.2 计算工况 3.3 计算剖面 3.4 计算方法 3.5 计算结果 3.6 稳定性评价 4 抗滑结构计算 5 工程量计算
、工程概况 拟建段位于重庆市巫溪县安子平，设计路中线在现有公路右侧约100m，设计为大拐回头弯，设计路线起止里程为K96+030?K96+155，全长125m，设计路面净宽7.50m,设计为二级公路，设计纵坡3.50%,地面高程为720.846m?741.70m,设计起止路面高程为724.608m?729.148m, K96+080-K96+100 为填方，最大填方为4.65m，最小填方为1.133m。 二、计算依据 1. 《重庆市地质灾害防治工程设计规范》 (DB50/5029-2004)； 2. 《建筑地基基础设计规范》 ( GB 50007-2002)； 3. 《建筑边坡工程技术规范》 ( GB 50330-2002)； 4. 《室外排水设计技术规范》 (GB 50108-2001)； 5. 《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001); 6. 《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2010)； 7. 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 ( GB 50086-2001)； 8. 《公路路基设计规范》 ( JTG D30—2004)； 9. 相关教材、专著及手册。 三、滑坡稳定性分析及推力计算 3.1 计算参数 3.1.1 物理力学指标：天然工况：丫1=20.7kN/m3, ? 1=18.6 °，C=36kPa 饱和工况：Y=21.3kN/m3，?=15.5 ° C2=29kPa 3.1.2 岩、土物理力学性质 该段土层主要为第四系残破积碎石土，场地内均有分布，无法采取样品测试，采取弱风化泥做物理力学性质测试成果：弱风化泥岩天然抗压强度24.00Mpa，饱和抗压强度17.30 Mpa,天然密度2.564g/cm3,比重2.724,空隙度8.25%，属软化岩石，软质岩石。
5.1重力坝剖面设计及原则 5.1.1剖面尺寸的确定 重力坝坝顶高程1152.00m，坝高H=40.00m。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须要有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取坝高的8%～10%，且不小于2m。若有交通要求或有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。综合考虑以上因素，坝顶宽度m B10 。 考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率n=0～0.2，下游边坡坡率m=0～0.8。故上游边坡坡率初步拟定为0.2，下游边坡坡率初步拟定为0.8。上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定，一般折坡点在坝高的1/3～2/3附近，故初拟上游折坡点高程为1138.20m。下游折坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处），故初拟下游折坡点高程为1148.50m。 5.1.2剖面设计原则 重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。 非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。 遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面。 5.2重力坝挡水坝段荷载计算 5.2.1基本原理与荷载组合 重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、冰压力、地震荷载等。本次设计取单位长度的坝段进行计算。相关荷载组合见表4.5。 表4.5 荷载组合表 组合情况相关 工况 自 重 静水 压力 扬压 力 泥沙 压力 浪压 力 冰压 力 地震 荷载 动水 压力 土压 力 基本正常√√√√√√
抗滑桩设计计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
目录 1 工程概况 2 计算依据 3 滑坡稳定性分析及推力计算计算参数 计算工况 计算剖面 计算方法 计算结果 稳定性评价 4 抗滑结构计算 5 工程量计算
一、工程概况 拟建段位于重庆市巫溪县安子平，设计路中线在现有公路右侧约100m，设计为大拐回头弯，设计路线起止里程为K96+030～K96+155，全长125m，设计路面净宽7.50m，设计为二级公路，设计纵坡%,地面高程为720.846m～741.70m，设计起止路面高程为724.608m～729.148m，K96+080-K96+100为填方，最大填方为4.65m，最小填方为1.133m。 二、计算依据 1.《重庆市地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）； 2.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）； 3.《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）； 4.《室外排水设计技术规范》（GB 50108-2001）； 5.《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）； 6.《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）； 7.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）； 8.《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）； 9. 相关教材、专着及手册。 三、滑坡稳定性分析及推力计算 计算参数 3.1.1 物理力学指标：天然工况：γ1=m3，φ1=°，C1=36kPa 饱和工况：γ2=m3，φ2=°，C2=29kPa 3.1.2 岩、土物理力学性质 该段土层主要为第四系残破积碎石土，场地内均有分布，无法采取样品测试，采取弱风化泥做物理力学性质测试成果：弱风化泥岩天然抗压强度，饱和抗压强度 Mpa，天然密度2.564g/cm3,比重，空隙度%，属软化岩石，软质岩石。 表1 各岩土层设计参数建议值表
第一章设计基本资料及任务 第一节设计基本资料 一、枢纽任务 本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用。水电站装机容量为21.75万kW，装3台机组。正常蓄水位为110.5m，死水位为86.5m，三台机满载时的流量为405m3/s。采用坝后式厂房。工程建成后，可增加保灌面积90万亩，减轻洪水对下游城市和平原的威胁。在遇P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调节后，洪峰流量可由原来的18200m3/s、14100 m3/s分别削减为6800 m3/s和6350 m3/s；水库蓄水后形成大面积水域，为发展养殖业创造有利条件。 二、基本资料 1、规划数据 本重力坝坝高86.9m，坝全长368m，溢流坝位于大坝中段长度73米，非溢流坝分别接溢流坝两侧各147.5m，坝顶宽度8m，坝底宽度80.5m，坝底高程28m，坝顶高程114.9m，正常蓄水位110.5m，死水位86.5m。 坝址处的河床宽约120m，水深约1.5～4m。河谷近似梯形，两岸基本对称，岸坡取约35o。 2、工程地质 坝基岩性为花岗岩，风化较深，两岸达10m左右。新鲜花岗岩的饱和抗压强度为100～200MPa，风化花岗岩为50～80Mpa。坝址处无大的地质构造。 3、其他资料 - 1 -
（1）风向吹力：实测最大风速为24m/s，多年平均最大风速为20m/s，风向基本垂直坝轴线，吹程为4km。 （2）本坝址地震烈度为7度。 （3）坝址附近卵砾石、碎石及砂料供应充足，质量符合规范要求。 三、表格 表1比选数据 - 2 -
表2岩石物理力学性质 四、参考文献 1．混凝土重力坝设计规范水利电力部编 2．水工建筑物任德林河海大学出版社 3．水工设计手册泄水与过坝建筑物水利电力出版社 4．混凝土拱坝及重力坝坝体接缝设计与构造水电部黄委会编 第二节设计任务 一、枢纽布置 （1）拟定坝址位置 - 3 -
抗滑桩设计计算书-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
目录 1 工程概况 2 计算依据 3 滑坡稳定性分析及推力计算计算参数 计算工况 计算剖面 计算方法 计算结果 稳定性评价 4 抗滑结构计算 5 工程量计算
一、工程概况 拟建段位于重庆市巫溪县安子平，设计路中线在现有公路右侧约100m，设计为大拐回头弯，设计路线起止里程为K96+030～K96+155，全长125m，设计路面净宽7.50m，设计为二级公路，设计纵坡%,地面高程为720.846m～741.70m，设计起止路面高程为724.608m～729.148m，K96+080-K96+100为填方，最大填方为4.65m，最小填方为1.133m。 二、计算依据 1.《重庆市地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）； 2.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）； 3.《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）； 4.《室外排水设计技术规范》（GB 50108-2001）； 5.《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）； 6.《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）； 7.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2001）； 8.《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）； 9. 相关教材、专著及手册。 三、滑坡稳定性分析及推力计算 计算参数 3.1.1 物理力学指标：天然工况：γ1=m3，φ1=°，C1=36kPa 饱和工况：γ2=m3，φ2=°，C2=29kPa 3.1.2 岩、土物理力学性质 该段土层主要为第四系残破积碎石土，场地内均有分布，无法采取样品测试，采取弱风化泥做物理力学性质测试成果：弱风化泥岩天然抗压强度，饱和抗压强度 Mpa，天然密度2.564g/cm3,比重，空隙度%，属软化岩石，软质岩石。
一、非溢流坝设计 ( 一) 、初步拟定坝型的轮廓尺寸 (1)坝顶高程的确定 ①校核洪水位情况下: 波浪高度 2h l=0.0166V5/4D1/3=0.0166×185/4×41/3=0.98m 波浪长度 2L l=10.4×(2h l)0.8=10.4×0.980.8=10.23m 波浪中心线到静水面的高度h0=π(2h l)2/ 2L l=3.14×0.982/10.23=0.30m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值 h c=0.3m 坝顶高出水库静水位的高度△h校=2h l+ h0+ h c=0.98+0.30+0.3=1.58m ②设计洪水位情况下: 波浪高度2h l=0.0166(1.5V)5/4D1/3=0.0166×(1.5×18)5/4×41/3=1.62m 波浪长度 2L l=10.4×(2h l)0.8=10.4×1.620.8=15.3m 波浪中心线到静水面的高度h0=π(2h l)2/ 2L l=3.14×1.622/15.3=0.54m 安全超高按Ⅲ级建筑物取值 h c=0.4m 坝顶高出水库静水位的高度△h设=2h l+ h0+ h c=1.62+0.54+0.4=2.56m ③两种情况下的坝顶高程分别如下: 校核洪水位时: 225.3+1.58=226.9m 设计洪水位时: 224.0+2.56=226.56m 坝顶高程选两种情况最大值226.9 m, 可按227.00m设计, 则坝高227.00-174.5=52.5m。
(2)坝顶宽度的确定 本工程按人行行道要求并设置有发电进水口, 布置闸门设备, 应适当加宽以满足闸门设备的布置, 运行和工作交通要求, 故取8米。 (3)坝坡的确定 考虑到利用部分水重增加稳定, 根据工程经验, 上游坡采用1: 0.2, 下游坡按坝底宽度约为坝高的0.7～0.9倍, 挡水坝段和厂房坝段均采用1: 0.7。 (4)上下游折坡点高程的确定 理论分析和工程实验证明, 混凝土重力坝上游面可做成折坡, 折坡点一般位于1/3~2/3坝高处, 以便利用上游坝面水重增加坝体的稳定。 根据坝高确定为52.5m, 则1/3H=1/3×52.5=17.5m, 折坡点高程=174.5+17.5=192m; 2/3H=2/3×52.5=35m, 折坡点高程=174.5+35=209.5m, 因此折坡点高程适合位于192m~209.5m之间, 则取折坡点高程为203.00m。挡水坝段和厂房坝段的下游折坡点在统一高程216.5m处。 (5)坝底宽度的确定 由几何关系可得坝底宽度为T=( 203-174.5) ×0.2+8+(216.5-174.5) ×0.7=43.1m (6)廊道的确定 坝内设有基础灌浆排水廊道, 距上游坝面6.1m, 廊道底距基岩面4m, 尺寸 2.5× 3.0m( 宽×高) 。 (7)非溢流坝段纵剖面示意图
抗滑桩防护方案计算验算 抗滑桩原设计长度为15米，桩基埋入承台深度为4.5米，桩基另侧采用万能杆件支撑（见附后图）。由于承台基坑开挖较深，在承台施工时万能杆件横向支撑干扰较大，给施工带来很大的不便。为此提出抗滑桩防护修改方案：1、取消万能杆件横向支撑；2、加大抗滑桩入土埋置深度，由4.5米增至9米，总桩长增至19米；3、在桩顶部设1.2m×0.8m系梁连接所有抗滑桩，加强桩顶部的整体稳定性。具体验算如下： 一、桩长及桩身最大弯矩计算 开挖深度10米，桩下土层为新黄土和圆砾土，土的内摩擦角取35°，土的重度γ=18KN/m3，无地下水，采用人工挖孔灌注桩支护。取1米为计算单元，计算桩入土深度及最大弯矩。 顶部车辆荷载P=10KN/m2。 1、桩的入土深度
14 .06224.0696.64)(67.63 2 /77.284283 .1083.010837 .0)(49 .51271.010271.0181069 .3)2 45(271 .0)2 45(/191056 .0101856.018 10 3 2'223 '' '== ===-====??+???==+=+==-= =?+??=?+??==+==-==+?=+?=== = ∑∑∑l K E n l K E m r K K K m h m KN K P h K h l E h l r K K e K P K h e tg K tg K m KN h h h m P h P P a a P γγαγααααααααγμμγ? ? γγγ 由m ，n 值查图（布氏理论曲线）得：62.0=ω m x t m l x 89.82.171.662.083.10=+==?==μω 故挖孔桩总长为10＋8.89=18.9m （按19m 施工） 2、桩的最大弯矩计算 ∑∑?=-=---+==-= m KN x K K x l E M m K K E x m P m P m 8.174607.28185.20276 )()(96.2' )(23 'max γαγαα 设桩中心距按1.5米布置
岩土工程设计课程设计1基础计算 1.1土压力计算：含计算数据、计算过程、土压力示意图 参数： 1)土体分层：3层 2)计算深度：6m 3)地下水埋深：2m 4)单层厚度：2m 1.1.1静止土压力的计算 静止土压力： Ea=145.39KPa 静止土压力作用点距地基距离：0.54m
1.1.2主动土压力的计算 主动土压力： Ea=-152.65 KPa 主动土压力作用点距离墙底距离：0.56m 1.1.3被动土压力的计算 被动土压力：Ea=1505.11 KPa 作用点距离：0.39m 1.1滑坡推力计算：含计算数据、计算过程、滑坡推力示意图参数： 1)内聚力：100KPa 2)内摩擦力：10° 3)土体密度：2g/cm3 4)滑坡数
1.2滑坡推力的计算1. 2.1滑坡体断面图
1.1.2条块单位宽度重力 Gn=ρV n G1=2174.40 KN G2=635.60KN G3=1458.40KN G4=1824.20KN G5=3611.40KN 1.1.3、计算传递系数 由公式ψ=cos(βn-1-βn)-sin(βn-1-βn)tanφn ψ2=0.95 ψ3=1 ψ4=1.02 ψ5=1 1.1.4从第一个条块开始计算每延米推力 由公式Fn=γt G n sinβn-G n conβn tanφn-c n l n+ψF n-1 F1=25.73KN F2=-3710.51KN F3=-6975.62KN 因此作用在桩上的单位宽度的滑坡推力荷载为-6975.62KN 2 实例计算 2.1 计算题目条件 2.2 计算流程：含计算步骤、每一步骤的计算公式 2.2.1桩的位置、平面布置、桩间距、桩位的设计 2.2.2桩型、桩长、锚固深度、截面尺寸的设计
抗滑桩设计 一：设计题目 某高速公路K15+620~K15+880 滑坡处治设计。 二：设计资料 1：概述 某高速公路K15+620~K15+880位于崩坡积块石土斜坡前缘，原设计为路堑墙支挡块石土，泥岩已护面墙防护。开挖揭露地质情况与设计差异较大，在坡题前缘全断面开挖临空后，受预计暴雨作用块石土形成牵引式滑坡。滑坡发生后，对该滑坡进行施工图勘测，并结合工程地质勘测报告，对该滑坡提出处置的方案。K15+620~K15+880滑坡采用“清方+支档+截排水”综合处理，滑坡处治平面布置图见附图1，要求对抗滑桩进行设计。 2：工程地质条件 该高速公路K15+620~K15+880 滑坡区位于条状低山斜坡中上部，沿该段公路左侧展布，前缘高程304m 左右，后缘高程355m 左右，地形坡角约30 度。滑体纵向长约105 米，宽200~300 米，滑体厚度8~20 米，面积接近1.5×104m2，体积约15×104m3。主滑动方向202°，属于大型牵引式块石土滑坡。 通过地质测绘及钻探揭露，滑体物质主要由崩坡积块石土（Q4c+dl）组成。块石土呈紫红、灰褐等色，稍湿～湿，松散～稍密，成份主要为砂岩、少量粉砂质泥岩，多为中等风化，棱角状，粒径20cm～50cm，约占60%，次为小块石，约占10%，其间由紫红色低液限粘土充填。在滑体后部相对较薄，厚５～８m；在滑体中部、前端分布较厚，厚9～24m。滑动带（面）多为块石土与基岩的接触带，滑带厚0.2～0.6m 左右，滑带土中小块石含量较低（<5％）,低液限粘土湿、 可塑～软塑，有搓揉现象，见镜面、擦痕等。滑床物质主要为侏罗系沙溪庙组泥岩、砂岩。泥岩多为紫红色，主要由粘土矿物组成，砂质含量不均，局部富集，泥质结构、厚层状构造；砂岩多为灰白色，主要由长石、石英、云母等矿物组成，泥、钙质胶结，细粒结构，厚层状构造。岩层产状265o～290o∠15o～28o,基岩顶面的产状近似于岩层产状。岩体内见节理、裂隙发育，裂隙产状273o∠72o、210o∠65o。 该滑坡的变形迹象明显，包括拉张裂缝、滑塌、地裂缝等。拉张裂缝主要沿后缘基岩陡壁的壁脚分布，分布高程一般在340～350m 左右，缝宽一般10～ 20cm，长度一般6～15m，一般无下错，可见深度30cm，延伸方向100o左右。随着滑坡变形发展，该滑坡可分为I、II 级。I 级滑坡主要位于路线左侧的第一级块石堆积坡体，为滑坡的主要推力来源。该段滑体深厚，下滑变形强烈，裂缝密集，前缘溜塌、鼓出明显。II 级滑坡位于整个滑坡的右后缘块石堆积坡体上，滑体厚度较小，变形不强烈，主要受一级牵引所致。 3．平面图及主要计算断面：见附图。（由教师提供电子版的图，所需尺寸直接由图上量取） 4．主要计算参数与数据 根据地勘单位提供的室内试验值、推荐值，结合实测断面反算参数，确定计 算参数及数据如下：
1 兵团广播电视大学开放教育（专科） 题目：混凝土重力坝设计 分校： 姓名： 学号： 专业： 指导教师：
目录 目录 (1) 第一章非溢流坝设计 (5) 1.1坝基面高程的确定 (5) 1.2坝顶高程计算 (5) 1.2.1基本组合情况下： (5) 1.2.1.1 正常蓄水位时： (5) 1.2.1.2 设计洪水位时： (6) 1.2.2特殊组合情况下： (6) 1.3坝宽计算 (7) 1.4 坝面坡度 (7) 1.5 坝基的防渗与排水设施拟定 (8) 第二章非溢流坝段荷载计算 (9) 2.1 计算情况的选择 (9) 2.2 荷载计算 (9) 2.2.1 自重 (9) 2.2.2 静水压力及其推力 (9) 2.2.3 扬压力的计算 (11) 2.2.4 淤沙压力及其推力 (13) 2.2.5 波浪压力 (14) 2.2.6 土压力 (15) 第三章坝体抗滑稳定性分析 (17) 3.1 总则 (17) 3.2 抗滑稳定计算 (18) 3.3 抗剪断强度计算 (19) 第四章应力分析 (21) 4.1 总则 (21) 4.1.1大坝垂直应力分析 (21) 4.1.2大坝垂直应力满足要求 (22) 4.2计算截面为建基面的情况 (22)
3 4.2.1 荷载计算 (23) 4.2.2运用期（计入扬压力的情况） (24) 4.2.3运用期（不计入扬压力的情况） (24) 4.2.4 施工期 (24) 第五章溢流坝段设计 (26) 5.1 泄流方式选择 (26) 5.2 洪水标准的确定 (26) 5.3 流量的确定 (26) 5.4 单宽流量的选择 (27) 5.5 孔口净宽的拟定 (27) 5.6 溢流坝段总长度的确定 (27) 5.7 堰顶高程的确定 (28) 5.8 闸门高度的确定 (29) 5.9 定型水头的确定 (29) 5.10 泄流能力的校核 (29) 5.11.1 溢流坝段剖面图 (30) 5.11.2 溢流坝段稳定性分析 (30) （1）正常蓄水情况 (30) （2）设计洪水情况 (31) （3）校核洪水情况 (31) 第六章消能防冲设计 (32) 6.1洪水标准和相关参数的选定 (32) 6.2 反弧半径的确定 (32) 6.3 坎顶水深的确定 (33) 6.4 水舌抛距计算 (34) 6.5 最大冲坑水垫厚度及最大冲坑厚度 (35) 第七章泄水孔的设计 (37) 7.1有压泄水孔的设计 (37) 7.2孔径D的拟定 (37) 7.3 进水口体形设计 (37) 7.4 闸门与门槽 (38) 7.5渐宽段 (38)
目录1工程概况2计算依据 3滑坡稳定性分析及推力计算 3.1计算参数 3.2计算工况 3.3计算剖面 3.4计算方法 3.5计算结果 3.6稳定性评价 4抗滑结构计算 5工程量计算
、工程概况 拟建段位于重庆市巫溪县安子平，设计路中线在现有公路右侧约100m设计为大拐回头弯，设计路线起止里程为K96+03旷K96+155全长125m设计路面净宽7.50m，设计为二级公路，设计纵坡 3.50%,地面高程为720.846m?741.70m,设计起止路面高程为724.608m?729.148m, K96+080-K96+100为填方，最大填方为4.65m,最小填方为1.133m。 二、计算依据 1. 《重庆市地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004); 2. 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002); 3. 《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002); 4. 《室外排水设计技术规范》(GB 50108-2001); 5. 《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001); 6. 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010); 7. 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001); 8. 《公路路基设计规范》(JTG D30-2004); 9. 相关教材、专著及手册。 三、滑坡稳定性分析及推力计算 3.1计算参数 3.1.1 物理力学指标：天然工况：丫1=20.7kN/m3，? 1=18.6 °，C=36kPa 饱和工况：Y=21.3kN/m3，?=15.5 °, Q=29kPa 3.1.2岩、土物理力学性质 该段土层主要为第四系残破积碎石土，场地内均有分布，无法采取样品测试，采取弱风化泥做物理力学性质测试成果：弱风化泥岩天然抗压强度24.00Mpa,饱和抗压强度17.30 Mpa天然密度2.564g/cm3,比重2.724，空隙度8.25%,属软化岩石，软质岩石。
实用标准文档 混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式 工程设计分院坝工室 2006.3.
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——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程） 混凝土重力坝坝顶高程计算书 1计算说明 1.1适用范围（设计阶段） 本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。 1.2工程概况 工程位于省市（县）的江（河）上。该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。 本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。选定坝址为，选定坝型为。 根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。） 1.3计算目的和要求 通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。
1.4计算原则和方法 1.4.1计算原则 (1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括 最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。 (2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。 (3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空) 对坝顶高程的要求。 1.4.2计算方法 因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即： h=h1%+h z+h c 式中，h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m； —浪高，m； h 1% 波浪中心线至水库静水位的高度，m； h z 安全超高，m。 h c 1.5计算工况 (1)正常蓄水位+相应的墙顶高差； (2)设计洪水位+相应的墙顶高差； (3)校核洪水位+相应的墙顶高差。 2计算依据 2.1规程规范和相关的技术文件 (1)规程规范 《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003。
抗滑桩设计计算书 设计资料： 物理力学指标： 滑体：γ1=19 kN/m 3 ，φ1=40°，C 1=0 kPa 滑床：γ2=20.6 kN/m 3 ，φ2=42.3°，C 2=0 kPa 根据岩性及地层情况，滑面处的地基系数采用A =300000 kN/m 3 ，滑床土的地基系数随深 度变化的比例系数采用m =80000 kN/m 4 ，桩附近的滑体厚度为6m ，该处的滑坡推力E =410.00835 kN/m ，桩前剩余抗滑力E'=0 kN/m 。 抗滑桩采用C20钢筋混凝土，其弹性模量E h =28e6 kPa ，桩断面为b×a =1m×1.5m 的矩形，截面S =1.5m 2 ，截面模量2 16 W ba = =.375m 3，截面对桩中心惯性矩3 112 I ba = =.28125m 4，相对刚度系数EI ＝0.85E h · I ＝6693750m 2，桩的中心距l =5m ，桩的计算宽度B p =b +1=2m ，桩的埋深h =4m 。 一、采用m 法计算桩身的内力 （1）计算桩的刚度 桩的变形系数α= =0.473903699380272m -1 桩的换算深度α·h =1.89561479752109<2.5，故按刚性桩计算。 （2）计算外力 每根桩承受的水平推力T =410.00835×5=2050.04175kN 每根桩前的剩余抗滑力P =0×5=0kN 桩前被动土压力21111tan 4522p E h ?γ? ?= ?+= ?? ?733.421329758784kN/m 桩前被动土压力大于桩前剩余抗滑力，故桩前抗力按剩余抗滑力控制。 滑坡推力按三角形分布；桩前抗力按三角形分布，如图1。
4.3.3 1-1′剖面抗滑桩设计 (1)抗滑桩各参数的确定或选取 在滑坡力最大处即边坡1-1′剖面潜在变形区滑面条块21（剩余下滑力828.7KN ）附近处设置一排钢筋混凝土抗滑桩，间距为6m ，共布置8根抗滑桩。初拟抗滑桩桩身尺寸为b×h=1.5m×2.0m。桩长12m ，自由段h 1为6m ，锚固段h 2为6m 。采用C30混凝土，查资料得，C30混凝土，423.0010/c E N mm =?。 桩的截面惯性矩33 41.5 2.011212 bh I m ?===。 桩的钢筋混凝土弹性模量770.80.8 3.0010 2.4010c E E KPa ==??=?。 桩的计算宽度 1.51 2.5p B m =+=。 1-1剖面滑动面以下为较完整的岩层（泥灰岩），对于较完整的岩层，其地 基系数的选取参考下表（表4-1）： H V H V 剖面处滑面以下是泥灰岩，岩石饱和单轴抗压强度标准值为16.85MPa ，根据上表侧向K H 可取：K H =2.7×105kN/m3 按K 法计算，桩的变形系数β为： 所以抗滑桩属于刚性桩，所谓刚性桩是指桩的位置发生了偏离，但桩轴线仍保持原有线型，变形是由于桩周土的变形所致。这时，桩犹如刚体一样，仅发生了转动的桩。 桩底边界条件：按自由端考虑。 （2）外力计算 每根桩的滑坡推力：kN L 2.497267.828E n r =?=?=E ，按三角形分布，其 kN h E P r 4.165765.02.49725.01=?=?= 桩前被动土压力计算： 抗滑桩自由段长度h 1=6m,自由段桩前土为块石土，按勘察报告提高的参数，块石土的c=8.81kP a ψ=15.4O γ=15.4kN/m 3 128.01104.24.52107.244 175 4 1 <=??? ? ???????=???? ???=EI B k p H β