稳定计算案例.doc

水工建筑物

水工建筑物土石坝枢纽设计实例

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稳定计算

一、分析情况选择

以上游正常高水位，而下游无水：上游设计洪水位而下游相应水位来验证下游坝坡的稳定。以库水位为1/3坝高处，而下游无水来验证上游坝坡稳定分析。

二、滑裂面形式

对于均质坝，上下游坝坡均为曲线滑裂面。采用圆弧法进行稳定计算。

三、不计条块间作用力的总应力法的稳定分析

步骤如下：

（1）利用B.B方捷耶夫法和费兰纽斯法确定最危险滑弧所对应圆心的范围。在一扇形范围内的M1、M2延长线附近。

（2）取0为圆心，以R=75m为半径，作滑弧。

（3）分条编号：b=0.1R，从圆心作垂线为0号土条的中心线，向上依次为1，2，3，…；向下依次为-1，-2，….

（4）列表计算荷载，参见下表1，表2，表3。

（5）利用公式计算抗滑稳定安全系数kc。

式中：wi=r1h1+r3(h2+h3)+r4h4

r1、r3—坝体土的湿重度、浮重度，r4、h4本设计不考虑

wi’=r1h1+r2h2+r3h3+r4h4

r1、r2、r3—坝体上的湿容重、饱和容重、浮容重。

由提供的资料可知，本建筑物是3级建筑物。

r1=19.5KN/m3，r2=20.1KN/m3，r3=20.5-9.81=10.7KN/m3。

三种情况计算结果如下：

①正常运用期

表1正常蓄水位情况下下游坝坡稳定计算表

土条

编号

h1

h2

r1h1

r3h2

r2h2

wi

wi’

sinαi

cosαi

wicosαi

Wi’sinαi

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)=

(3)+(4)

(7)=

(3)+(5)

(8)

(9)

(10)

(11)

8

1.6

0

31.2

0

0

31.2

31.2

0.8

0.6

18.72

24.96

7

9

1.5

175.5

16.05

30.75

191.55

206.25

0.7

0.71

13.6

144.38

6

9

6.5

175.5

69.55

133.25

245.05

308.75

0.6

0.8

109.04

185.25

5

7.5

10.5

146.25

112.35

215.25

258.6

361.5

0.5

0.87

224.98

180.75

4

6.5

12

126.75

128.4

246

255.15

372.75

0.4

0.92

234.4

149.1

3

5.5

13.5

107.25

144.45

276.75

251.7

3.84

0.3

0.95

239.12

115.2

2

4

11.5

78

123.05

235.75

201.05

313.75

0.2

0.98

197.03

62.75

1

4

12.5

78

133.75

256.25

211.75

334.25

0.1

0.99

209.63

33.43

0

3.5

10.5

68.25

112.35

215.25

180.6

283.5

0

0

0

0

-1

4

6.5

78

69.55

133.25

147.55

211.23

-0.1

0.99

146.07

-21.13

-2

6.5

0

126.75

0

0

126.75

126.75

-0.2

0.98

124.22

-25.35

-3

1.33

0

25.94

0

0

25.94

25.94

-0.3

0.95

24.64

-7.78

合计

1664.19

841.56

②上游为设计洪水，下游相应水位

表2设计洪水位情况下下游坡坝稳定计算表

土条

编号

h1

h2

h3

r1h1

r2h2

r3h2

r3h3

wi

wi’

sinαi

cosαi

wicosαi

Wi’sinαi

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(3)+(4)

(7)

(3)+(5)

(8)

(9)

(10)

(11)

8

3

1.7

0

58.5

34.85

18.19

0

76.69

93.25

0.8

0.8

61.35

74.68

7

3.85

6.5

0

75.08

133.25

69.55

0

144.63

208.33

0.7

0.71

102.69

145.83

6

2.5

11.5

0

48.75

235.75

123.05

0

171.8

284.5

0.6

0.8

137.44

170.7

5

1

15

0

19.5

307.5

160.5

0

180

327

0.5

0.87

158.6

163.5

4

0.5

16.5

0

9.75

338.25

176.55

0

186.3

348

0.4

0.93

123.26

139.2

3

0.5

16

0.75

9.75

328

171.2

8.03

188.98

345