重力坝设计
本科毕业设计任务书重力坝设计
本科毕业设计任务书-重力坝设计一、题目重力坝设计二、任务背景水资源是人们生产和生活的重要基础，水利工程是保障人们生产生活水资源的重要措施。
重力坝是工程建造中广泛使用的一种坝型，与拱坝和引水隧洞构成了三大工程体系。
重力坝以其结构牢固、可靠性高、施工简单等特点受到了广泛的应用和青睐。
因此对重力坝的设计和施工研究不仅具有实际意义，而且在学术层面上也有重大的价值。
三、任务目的本次毕业设计的主要目的是通过对重力坝设计过程的全面理解，全面掌握坝体结构设计的基本原理和方法，以及重力坝建设的基本技术要求和施工流程。
同时，通过实践掌握建筑材料的使用以及建筑工程的基本原理和方法。
四、任务要求1.设计一座高度在50米以上的重力坝，设计包括：坝体型式、坝顶宽度与高度、坝坡比、坝底宽度、坝体的横纵向及强度设计以及坝体底部渗漏分析等。
2.建立坝体二维结构模型，并通过ANSYS软件仿真分析，在不同地震、温度作用下坝体的性能。
3.根据国家相关标准和规范，编制重力坝设计施工图纸，并进行指导设计与施工。
4.根据设计结果，对重力坝的性能进行评估，包括稳定性、安全性、经济性等方面的评估。
五、研究内容1.重力坝的设计原理、技术要求、基本构造形式等研究；2.岩土力学、抗震设计、渗流计算、水工结构等基础理论知识的研究；3.重力坝结构的实际建设情况调查和技术分析研究；4.设计仿真分析软件的操作方法和仿真结果分析。
六、进度计划1.第一阶段：研究重力坝的设计理论，掌握坝体结构的构造原理和方法，了解相关规范和标准，花费2周时间完成。
2.第二阶段：建立坝体二维结构模型，并进行仿真分析，掌握。
毕业设计 重力坝设计
毕业设计重力坝设计
1. 引言
重力坝是水利工程中常用的一种坝型，其主要特点是坝体厚重且体积大，具有重力作
用稳固坝体的特点。
在设计重力坝时，需要考虑到多种因素，如水文条件、地质条件、工
程造价等因素，以确保设计的坝体结构具有充分的安全性和经济性。
2. 水文条件
水文条件是设计重力坝时需要考虑的重要因素之一。
主要包括水文特征、水文历时和
频率以及预测值。
在设计重力坝时需要充分考虑降雨涝、暴雨及洪水等水文条件，预计出
各种水位的出现频率，并采用适当的控制水位高度的设计措施。
3. 地质条件
地质条件也是设计重力坝时需要充分考虑的一个因素。
主要包括地质构造、物理性质、地质力学性质和地质灾害等因素。
在设计重力坝时，需要对地质条件进行全面的地质勘测
及分析，并采取适当的加强坝体和基础的设计措施。
4. 坝体及基础的设计
重力坝的坝体具有良好的稳定性，是因为其坝体体积庞大且较宽厚，具有良好的抗滑性。
在设计坝体时需要注意选择坝体的材料及其强度，且坝体中的混凝土应加强措施，以
增强坝体的稳定性。
在基础设计方面，需要以地质灾害为基础，采取适当的加固措施以确
保重力坝的基础稳定性。
5. 结论
设计重力坝需要全面考虑水文条件、地质条件、坝体设计以及基础设计等多个因素。
仅仅注重单一因素，难以达到坝体的最佳安全和经济设计。
除上述因素外，设计过程中还
需要考虑成本和材料等多个因素，以确保设计出具有良好稳定性且经济性较高的坝体结
构。
[学士]重力坝毕业设计
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第一部分重力坝毕业设计第一章基本资料设计洪水位（P = 5 %）上游：510.15m下游：480.12m校核洪水位（P = 1 %）上游：510.64m下游：481.10m正常蓄水位上游：509m死水位：488m可利用河底高程478.5m混凝土容重：24 KN/m3坝前淤沙高程：486m泥沙浮容重 10 KN/m3，内摩擦角为20°混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.6c `= 0.3Mpa坝基基岩承载力：［f］=1000Kpa坝基垫层混凝土：C15坝体混凝土：C15= 22m/s50年一遇最大风速为：v`= 16m/s多年平均最大风速为：v吹程 D =1000m第二章重力坝的断面选取与荷载计算第一节流量-水位关系曲线计算流量-水位关系曲线计算表注：流量-水位关系曲线河谷断面图第二节重力坝坝体断面1.坝顶高程的确定①. 正常水位时gD/v2=9.81×1000/222=20.279.81h/222=0.0076×22-1/12×(9.81×1000/222)1/3h=0.79m当gD/v2=20~250时，h为累计频率h5%的波高∴h1%=h=1.24h5%=0.98m9.81Lm/222=0.331×22-1/2.15×(9.81×1000/222)1/3.75Lm=8.65mh z =π×0.982/8.65×cth(2πH/ Lm)hz=0.35m△h=h1%+h z+h c=0.98+0.35+0.4=1.73m根据公式Q=δsεmB(2g)1/2H3/2 得H={Q/[δsεmB(2g)1/2]}2/3＝{66.18/[1×1×0.502×24×(2×9.81) 1/2]}2/3 =1.15m设计洪水位=509+1.15=510.15m坝顶高程=509+1.73=510.73m②校核洪水位时gD/v2=9.81×1000/162=38.329.81h/162=0.0076×16-1/12×(9.81×1000/162)1/3h=0.53m当gD/v2=20~250时,h为累计频率h5%的波高∴h1%=h=1.24h5%=0.66m9.81Lm/162=0.331×16-1/2.15×(9.81×1000/162)1/3.75Lm=6.29mh z =π×0.662/6.29×cth(2πH/ Lm)hz=0.22m△h=h1%+hz+hc=0.66+0.22+0.3=1.18m根据公式Q=δsεmB(2g)1/2H3/2 得H={Q/[δεmB(2g)1/2]}2/3＝{112.56/[1×1×0.502×24×(2×9.81) 1/2]}2/3s=1.64m校核洪水位=509+1.64=510.64m坝顶高程=510.64+1.18=511.82m,故取坝顶高程为512m而该坝的开挖深度为1.5m ∴坝高=512-478.5=33.5m2.坝顶宽度的确定坝顶宽度取坝高的9%，则坝顶宽度=33.5×9%=3.015m,故坝顶宽度取3.5m3.坝面坡度的确定下游面的坡度采用1：0.84.坝基防渗与排水设施的拟订距距坝踵5m处设一个帷幕灌浆断面图如下：第三节荷载计算摩檫系数f ＇Γk 、粘聚力C ＇ΓK 的材料性能分项系数分别为1.3、3.0， 则相应的设计值：摩檫系数f ＇Γ=0.6/1.3=0.46 粘聚力C ＇Γ=300/3=100 Kpa选用砼为C15，抗压强度性能分项系数为1.5，则设计值 fc=15000/1.5=10000 Kpa 扬压力系数α为0.2（查表得出） 1.设计洪水位W 1W 2W 3⑴.浪压力P 1=1/2γHL m /2=1/2×9.81×（0.98+0.35+8.65/2）×8.65/2=119.97 KNP 2=1/2γL m 2/4=1/2×9.81×8.652/4=91.75 KNP n = P 1+P 2 =119.97-91.75=28.22 KN P=1.2×P n =1.2×28.22=33.86 KNM 1n =-P 1×[1/3×(h 1%+h z +L m /2)+H 1-L m ]=-119.97×[1/3×（0.98+0.35+8.65/2）+31.65-8.65/2]=-3504.32 KN ·NM1=1.2M1n=1.2×(-3504.32)=-4205.18 KN·NM2n =P2×(1/3×Lm/2+H1-Lm/2)=91.75×(1/3×8.65/2+31.65-8.65/2)=2639.34 KNM2=1.2M2n=1.2×2639.34=3167.21 KN·N⑵.泥沙压力Psk =1/2γsbhs2tan2(45°-φs/2)=1/2×10×7.52×tan2(45°-20°/2)=137.89 KNPn =1.2Psk=1.2×137.89=165.47 KNM=-PnL=-165.47×1/3×7.5=-413.68 KN·N⑶.自重W1=γV1=24×3.5×33.5=2814 KNW2=γV2=24×23.3×29.1×1/2=8136.36 KNW3=γV3=9.81×1/2×1.62×1.62×0.8=10.30 KNW=W1+W2+W3=10960.66 KNM1=W1L1=2814×(26.8/2-3.5/2)=32783.1 KN·NM2=W2L2=8136.36×(26.8/2-3.5-23.3/2)=17357.57 KN·NM3=-W3L3=-10.30×(26.8/2-1/3×1.62×0.8)=-133.57 KN·N⑷.水压力上游：P1=1/2γH12=1/2×9.81×31.652=4913.45 KNM1=-P1L1=-4913.45×1/3×31.65=-51836.90 KN·N下游：P2=1/2γH22=1/2×9.81×1.622=12.87 KNM2=P2L2=12.87×1/3×1.62=6.95 KN·N⑸.浮托力P浮=γH2LB=9.81×1.62×26.8=425.91 KNM=0 KN·N⑹.渗透压力W1=γA1=9.81×1/2×5×[31.65-1.62-0.2×（31.65-1.62）=589.19 KNW2=γA2=9.81×5×0.2×（31.65-1.62）=294.59 KNW3=γA3=9.81×1/2×（26.8-5）×0.2×（31.65-1.62）=642.22 KNWK =W1+W2+W3=1526 KNW=1.2×1526=1831.2 KNM 1K =-W 1L 1=-589.19×(26.8/2-5/3)=-6913.17 KN ·N M 1=1.2 M 1K =8160.35 KN ·NM 2K =-W 2L 2=-1.2×294.59×(26.8/2-5/2)=-3211.03 KN ·N M 2=1.2 M 2K =-3853.24 KN ·NM 3K =-W 3L 3=-1.2×642.22×[26.8/2-5-(26.8-5)/3] =-727.85 KN M 3=1.2 M 3K =-873.42 KN ∑P=5099.91 KN ∑W=8284.51 KN∑M=-16296.96 KN ·N 2.校核洪水位W 1W 2W 3⑴.浪压力P 1=1/2γHL m /2=1/2×9.81×（0.66+0.22+6.29/2）×6.29/2=62.09 KN P 2=1/2γL m 2/4=1/2×9.81×6.292/4=48.52 KNP n = P 1+P 2 =62.09-48.52=13.57 KN P=1.2×P n =1.2×13.57=48.52 KNM1n =-P1×[1/3×(h1%+hz+Lm/2)+H1-Lm]=-62.09×[1/3×（0.66+0.22+6.29/2）+32.14-6.29/2]=-1883.60 KN·NM1=1.2M1n=1.2×(-1883.60)=-2260.32 KN·NM2n =P2×(1/3×Lm/2+H1-Lm/2)=48.52×(1/3×6.29/2+32.14-6.29/2)=1457.70KNM2=1.2M2n=1.2×1457.70=1749.24 KN·N⑵.泥沙压力Psk =1/2γsbhs2tan2(45°-φs/2)=1/2×10×7.52×tan2(45°-20°/2)=137.89 KNPn =1.2Psk=1.2×137.89=165.47 KNM=-PnL=-165.47×1/3×7.5=-413.68 KN·N⑶.自重W1=γV1=24×3.5×33.5=2814 KNW2=γV2=24×23.3×29.1×1/2=8136.36 KNW3=γV3=9.81×1/2×2.6×2.6×0.8=26.53 KNW=W1+W2+W3=10976.89 KNM1=W1L1=2814×(26.8/2-3.5/2)=32783.1 KN·NM2=W2L2=8555.4×(26.8/2-3.5-23.3/3)=17357.57 KN·NM3=-W3L3=-26.53×(26.8/2-1/3×2.6×0.8)=-337.11 KN·N⑷.水压力上游：P1=1/2γH12=1/2×9.81×32.142=5066.76 KNM1=-P1L1=-5066.76×1/3×32.14=-54281.89 KN·N下游：P2=1/2γH22=1/2×9.81×2.62=33.16 KNM2=P2L2=33.16×1/3×2.6=28.74 KN·N⑸.浮托力P浮=γH2LB=9.81×2.6×26.8=683.56 KNM=0 KN·N⑹.渗透压力W1=γA1=9.81×1/2×5×[32.14-2.6-0.2×（32.14-2.6）=579.57 KNW2=γA2=9.81×5×0.2×（32.14-2.6）=289.79 KNW3=γA3=9.81×1/2×（26.5-5）×0.2×（32.14-2.6）=631.74 KNWK =W1+W2+W3=1501.1 KNW=1.2×1501.1=1801.32 KNM1=-1.2W1L1=-1.2×579.57×(26.8/2-5/3)=-8160.35 KN·NM2=-1.2W2L2=-1.2×289.79×(26.8/2-5/2)=-3790.45 KN·NM3=-1.2W3L3=-1.2×631.74×[26.8-5-(26.8-5)/3] =-859.17 KN∑P=5215.35 KN∑W=8072.97 KN∑M=-18184.32 KN·N3. 抗滑稳定极限状态⑴基本组合时，取持久状况对应的设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd=1.2γ0ψs(·)= γψ∑P=1.0×1.0×5099.91 =5099.91 KN1/γd R(·)= 1/γd（f＇Γ∑W+ C＇ΓA）=1/1.2（0.46×8284.51+100×26.8） =5409.06 KN∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即基本组合时满足设计要求⑵偶然组合时，取偶然状况对应的设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd=1.2γ0ψs(·)= γψ∑P=1.0×0.85×5215.35 =4433.05 KN1/γd R(·)= 1/γd（f＇Γ∑W+ C＇ΓA）=1/1.2（0.46×8911.05+100×26.8） =6837.38 KN∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即偶然组合时满足设计要求4. 坝址抗压强度极限状态⑴基本组合时，设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd=1.8γ0ψs(·)= γψ（∑W/T-6∑M/T2）×（1+m2）=1.0×1.0×[8284.51/26.8-6×(-16296.96)/26.82] ×（1+0.82） =730.23 Kpa≈0.73 Mpa1/γdR(·)=1/1.8×10000=5555.56 Kpa≈5.56 Mpa∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即基本组合时满足设计要求⑵偶然组合时，设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd=1.8γ0ψs(·)= γψ（∑W/T-6∑M/T2）×（1+m2）=1.0×0.85×[8072.97/26.8-6×(-18184.32)/26.82] ×（1+0.82） =631.68 Kpa≈0.63 Mpa1/γdR(·)=1/1.8×10000=5555.56 Kpa≈5.56 Mpa∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即偶然组合时满足设计要求5.上游坝踵不出现拉应力极限状态因上游坝踵不出现拉应力极限状态属正常使用极限状态，故设计状况系数，作用分项系数和材料性能分项系数均采用1.0，扬压力系数直接用0.2代入计算，此处，结构功能的极限值C=0。
重力坝设计内容
第三部分枢纽布置（1）坝型的选择坝型根据：坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。
河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。
且河床堆积块石、孤石和卵石，但是缺乏土料。
浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量，但不能实现机械化施工，施工质量难以控制，故本工程采用混凝土重力坝。
〔2〕坝轴线的选取坝址河段长 350m，河流方向为 N20E，其上、下游河流方向分别为 S70E和 S80E。
坝址河谷呈“V”型，两岸h山体较雄厚，地形基本对称，较1完整，两岸地形坡度为 30°-40°。
河床宽 20-30m，河底高程约 556-557m。
坝轴线取在峡谷出口处，此处坝轴线较短，主体工程量小，建库后可以有较大库容。
（3）地形地质坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。
河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。
（4）坝基参数坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。
坝址发育 11 条断层。
建议开挖深度：河中 5m，左岸 6-12m，右岸 6-15m。
（5）基本参数干密度 2.61g/cm 3 ，饱和密度 2.62 g/cm 3 ，干抗压强度92-120MPa，饱和抗压强度 83-110MPa，软化系数 0.9，泊松比 0.22-0.23。
混凝土与基岩接触面抗剪断指标：Ⅲ类岩体，抗剪断摩擦系数 1.0-1.1，抗剪断凝聚力 09.-1.1MPa。
坝基高程为550m.（6）工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约2.5km的峡谷中，坝址集水面积144.5km2，又知河底高程556-557m。
可算的水库容容量约为0.12亿立方米，大坝的工程级别为中型级别。
重力坝课程设计doc
重力坝课程设计doc
一.重力坝概述
重力坝是一种在河流中建设的大型水利工程，通常由一组拱形结构的混凝土或石头堆
砌而成，它的作用是把流过的河水向上压抑，以提高河流的稳定性，防止洪水，并利用流
过的水势将水压转化为电能供给公众使用。
二.重力坝的设计及施工
1.首先要进行地质勘探研究，以确定建造重力坝的最佳位置和材料。
2.重力坝的设计，要考虑重力坝的高度、深度等参数，还要确定其弯曲度、抗压强度
等技术要求，确定防洪排污设施等。
3.施工难度较大，要求施工人员具备较强的技术水平，建造时需要按照规划进行，尤
其是对混凝土施工要求严格，大坝结构要求较高。
4.建造完毕后，要经常进行检查和维护，以保证重力坝的安全运行。
三.重力坝的应用
1.重力坝的水利社会化应用在于控制洪水、改变河流水质，防止水库中的污染，提高
水生态环境等；
2.在水力发电方面，重力坝利用发电厂结构附属设备，从水势中提取能量而产生电能
供人们使用；
3.重力坝在航向规划中也得到了重要的应用，它可以改变河流的流向，从而改变其航向，有助于渡河船只的安全航行；
4.此外，重力坝建设也是一种美化环境的手段，它不仅能使人们对河流的自然环境被
更好的保护，而且还可以利用湖面动态变化来丰富景观，使河流被点缀成一种美丽的风景。
四.总结
重力坝是水利工程建设中重要的一环，在水力发电、洪水防治、航航向规划及美化景
观等方面均有着重要作用。
但是，由于重力坝设计施工难度较大，施工需求较高，在建设
及运营中均需要考虑多方面的因素，以保证重力坝的安全可靠。
混凝土重力坝设计
混凝土重力坝设计
1.坝址选择与地质条件评价：选择坝址是重力坝设计的首要任务，需
要考虑坝型适应性、地质条件、地形地貌、坝地基稳定性等因素。
地质条
件评价包括勘察地质、地下水位、地震烈度等因素的分析。
2.坝型选择：重力坝的坝型有直坝、弧坝、斜坝等多种形式。
根据坝
址地质条件、水流情况、工程需求等选择最适合的坝型。
3.坝体结构设计：重力坝的坝体是通过其自重来抵抗水压力的，设计
时需要确定材料的体积、高度、宽度等参数。
坝体的断面形状、坝顶宽度、坝底宽度等也需要根据地质条件和工程需求来确定。
4.导流设施设计：重力坝施工期间需要设计导流隧道或导流渠道来控
制水流。
导流设施的设计需要考虑水流量、水流速度、压力等因素。
5.坝基与坝体接触界面处理：坝基与坝体的接触界面处理对重力坝的
稳定性非常重要。
需要考虑界面的摩擦力、过渡带的设置等。
6.抗震设计：重力坝施工后需要能够承受地震力的作用，因此需要进
行抗震设计，包括抗震设防烈度的确定、地震力计算等。
7.渗流分析与防渗设计：重力坝在长期运行中可能会出现渗漏问题，
需要进行渗流分析，确定渗流路径和渗流量，并设计相应的防渗措施。
8.安全监测与管理：为了保证重力坝的安全运行，需要进行定期的安
全监测与管理，包括监测坝体变形、渗流情况、地震活动等。
总之，混凝土重力坝设计需要综合考虑地质条件、水流情况、工程需
求等多个因素，确保坝体的稳定性和安全性。
通过科学合理的设计，可以
建造出坚固耐用的混凝土重力坝。
重力坝设计规范
重力坝设计规范
重力坝，也叫重力堤，是一种形式简单，抗压极大，间断性，顶高较小的水闸。
重力坝由横向悬索牵引拉出的钢板或钢筋混凝土组成，高低之间有档定度；两桩之间放置相应数量的横向连接杆，以及拉索牵引线，而其上部装配塑料板。
1、重力坝设计应遵循《水利水电工程水闸设计规范》（SL 331-2002）的规定。
2、重力坝的设计应综合考虑水力学要素、建筑结构要素、设备要素及环境要素，确定所有的设计参数及技术要求，使重力坝的耐久性和安全性满足设计要求。
3、重力坝的长度通常视水库大小而定，至少为10m ，高度一般为6-10m，应根据施工和使用需要，确定合理的高度和形状。
4、弹性材料材质选择应满足使用环境的需要，常用材料有钢板、钢格栅、钢筋混凝土和不锈钢板。
5、重力坝应对汛期有足够的安全系数同时具有较高的水密性能和较低的固结系数，防止水流穿透重力坝。
6、安全设计应充分考虑汛期的水位变化，重力坝的受力类型及变化规律。
7、水闸设计时，应以坝顶以上3m水深所有穿流形式及泄洪和灌溉需要为依据，设计合理的调节流量系统，保证重力坝的安全。
8、重力坝设计应考虑并结合增强坝体厚度、加强坝体固定、建立安全监控等措施，帮助改善坝体的运行，降低施工风险。
(完整word版)重力坝课程设计
目录一、基本资料................................... - 1 -1.1工程概况................................... - 1 -1。
2设计基本资料.............................. - 4 -1。
3水库特征表................................ - 6 -1。
4电站建筑物基本数据........................ - 7 -二、剖面设计..................................... - 8 -2。
1坝顶高程: ................................. - 8 -2。
2波浪要素.................................. - 8 -2.3坝顶宽度.................................. - 13 -2。
4坝坡的确定。
............................. - 13 -2。
5坝体的防渗排水。
......................... - 13 -2。
6拟定非溢流坝基本剖面如图所示............. - 14 -2.7荷载计算及组合............................ - 14 -三、挡水坝稳定计算.............................. - 16 -3.1荷载计算.................................. - 16 -3.2稳定计算.................................. - 20 -四、挡水坝应力计算：............................ - 21 -4。
1坝址抗压强度极限状态计算: ................ - 21 -4.2坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算.... - 24 -五、重力坝的地基处理............................ - 25 -5。
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重力坝课程设计一、目的1、学会初拟重力坝尺寸的方法；2、掌握重力坝抗滑稳定计算和应力计算；3、进一步认识重力坝的结构特点。
二、基本资料（一）、水文、气象及泥沙资料通过对区域内水文气象资料的调查和分析计算，设计中所采用的水文、气象及泥沙参数见下表1。
（二）、地质资料1、坝址地质资料选定坝址河谷呈基本对称的“V”形谷，左岸山体坡角48°，右岸山体坡角46°，两岸地貌主要为侵蚀切割形成的平缓脊状山岭地貌，河谷地貌为侵蚀-构造类型。
坝址处出露地层为峨嵋山玄武岩(P2β)，岩层无产状，岩层倾向总体倾向河床下游偏右岸。
坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m，局部地段深达7m以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。
地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m，在河床左岸坡厚7.5m，在河床右岸坡厚8m，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m，在河床左岸坡厚4m，在河床右岸坡厚3.5m。
再往下为微风化和新鲜岩石。
经取样试验，结合有关工程经验类比，参考有关设计规范，地质专业提出了岩石（体）物理、力学参数，见表5-2～表5-4。
表5-2 岩土质物理力学性质建议指标表5-3 坝基岩体力学参数（三）特征水位（四）坝址处地形图三、要求1、拟定坝体尺寸，进行重力坝稳定计算及应力计算；2、提交成果（1）重力坝非溢流坝段剖面图，溢流坝段剖面图；（2）重力坝平面布置图。
1.坝基开挖深度的确定初步确定坝高在50~100m 的范围内，可建在微风化至弱风化的上部基岩上。
由地质资料，坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m ，局部地段深达7m 以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。
地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m ，在河床左岸坡厚7.5m ，在河床右岸坡厚8m ，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m ，在河床左岸坡厚4m ，在河床右岸坡厚3.5m 。
再往下为微风化和新鲜岩石。
综合考虑工程量、工程造价、坝的稳定决定开挖12m 相对比较合理，由地质图可知开挖高程为1328m 。
2.校核洪水位，设计洪水位的确定设计洪水流量s m Q /4003= 校核洪水流量s m Q /6003= 一般软弱岩石单宽流量q=s m s m /50/3033- 设计洪水流量下溢流坝宽L=8～12m 校核洪水流量下溢流坝宽L=12～20m 取L=20mm=0.5，ξ=1，L=20m 正常蓄水位 1388m2/302H g mnb Q ξ= 得 =设计0H 4.338m =校核0H 5.684m设计H =1388+4.338=1392.338m 校核H =1388+5.684=1393.684m3.累计频率为1%时的波浪高度和波浪中心线高于静水位的计算官厅公式 波高h ，当20V gD=20～250 时，为累计频率5%的波高h5%； 当20V gD=250～1000 时，为累计频率10%的波高h10%。
设计洪水位情况下：20V gD=9.8×1.2×103/15.72=47.709 波浪高度 h l%=1.240×0.0166V5/4D 1/3 =1.240×0.0166×15.75/4×1.21/3=0.684m波浪长度 L=10.4×h l%0.8=10.4×0.6840.8=6.456m 波浪中心线到静水面的高度h z =πh l 2/ L ×cth2πH/ L =3.14×0.6842/6.456=0.191m校核洪水位情况下：20V gD=9.8×1.2×103/15.72=47.709 波浪高度 h l%=1.240×0.0166V5/4D 1/3 =1.240×0.0166×15.75/4×1.21/3=0.684m波浪长度 L=10.4×h l%0.8=10.4×0.6840.8=6.456m 波浪中心线到静水面的高度H z =πh l 2/ L ×cth2πH/ L =3.14×0.6842/6.456=0.191m安全超高3级建筑物取值 设计情况h c =0.4m 校核情况h c =0.4m4.坝顶高程的确定 H=设计H +h l%+ h c +h z =1393.613mH=校核H +h l%+ h c +h z =1394.859m 取较大值 H=1394.859m初步拟定坝体的剖面尺寸坝顶宽度的确定一般取坝高的8%～10%，坝高为66.859m，取6m。
坝坡坡率的确定经过试算上游坝坡坡率采用0.2，下游坝坡坡率采用0.75.坝底宽度的确定B=0.2×（1368-1328）﹢（1388-1328）×0.5=53m坝体的基本尺寸坝的稳定和应力验算计算简图坝体自重和水重的计算取单位宽度1m砼的容重γC =25 KN/m3 水的容重γW=9.8KN/m3坝体自重W1=0.5γCB1H1= 4000 KN/m3 力臂L=21.167m 力矩M= L W1=84666.667 KN/m3W2=0.5γCB1H3= 10028.850 KN/m3 力臂L=15.5m力矩M= L W1=155447.175 KN/m3W3=0.5γCB3H4=25350 KN/m3 力臂L=-0.5m力矩M= L W1=-12675 KN/m3水重W水1=0.5γB1H1= 1568 KN/m3 力臂L=23.833m W力矩M= L W水1 =37370.667 KN.m设计情况B1H2=1908.009 KN/m3 力臂L=22.5mW水2==0.5γW力矩M= L W水2 =42932.232 KN.m校核情况B1H2=2013.626 KN/m3 力臂L=22.5mW水2==0.5γW力矩M= L W水2 =45306.567 KN.m设计情况B4H5= 1673.579KN/m3 力臂L=-21.165m W水3==0.5γW力矩M= L W水2 =-35421.296KN.m校核情况B4H5= 1920.480KN/m3 力臂L=-21.165m W水3==0.5γW力矩M= L W水2 = -40646.960KN.m上游水平静水压力设计情况P1=0.5γH2=20282.953 KN/m3 力臂L=-21.446 m W力矩M= LP1=-434988.219 KN.m校核情况P1=0.5γH2=21140.500 KN/m3 力臂L=-21.895 mW力矩M= LP2=-462864.211 KN.m下游水平静水压力设计情况P1=0.5γWH2=20282.953 KN/m3 力臂L=7.113 m力矩M= LP1=15872.965 KN.m校核情况P2=0.5γW（H5）2=2231.438KN/m3 力臂L=7.620 m力矩M= LP2=19512.007 KN.m浮托力水平淤沙压力淤沙浮容重9KN/m3 淤沙内摩擦角30°水平淤沙压力Ps=0.5γs h s2tan2(45°-0.5s )=2397.059KN力臂L=-13.333m 力矩M= LPs=-31960.785 KN.m扬压力排水管幕距离上游面的距离一般不小于坝前水深的1/10～1/12取L1=7m 设计情况U1=γW αγWHL1=737.416KN 力臂L=-23m力矩M= LU1=-16960.561KN.m 校核情况U1=γW αγWHL1=734.432KN 力臂L=-23m力矩M= LU1=-16891.927KN.m设计情况U2=0.5γW αγW H （B-L1）=2264.920KN 力臂 L=-4.167m 力矩 M= LU2=-10095.572KN.m 校核情况U2=0.5γW αγW H （B-L1）=2422.937KN 力臂 L=-4.1677m 力矩 M= LU2=-10054.718KN.m 设计情况U3=0.5γW αγW HL1=1106.124KN 力臂 L=-24.167m 力矩 M= LU2=-26731.319KN.m 校核情况U3=0.5γW αγW HL1=1101.647KN 力臂 L=-24.167m 力矩 M= LU2=-26623.146KN.m浮托力 设计情况U4=γW BH2=11083.996KN 力臂 L=0m 力矩 M= LU4=0KN.m 校核情况U4=0γW BH2=11873.484KN 力臂 L=0m 力矩 M= LU2=0KN.m抗滑稳定分析f ’=0.9 c ’=0.75Mpa A=50m∑'+-'='AC U W f s K )(满足稳定要求。
σyu =B M B W 26∑∑+ σyd =BM B W 26∑∑-两种情况下坝踵均不出现拉应力满足要求。
溢流坝段的设计孔口形式：开敞溢流式 采用WES 型溢流堰顶部曲线上部曲线段x85.1=2.0H d 85.0yH d 定型设计水头，一般为校核洪水位时堰顶水头的75%～95%。
校核洪水位时 =校核0H 5.684m ， H d =4.398m ～5.339m 取H d =5.0m 。
X 与y 的关系如下表校核洪水位时 =校核0H 5.684m ， H d =4.398m ～5.339m 取H d =5.0m 。
对堰面曲线求一阶导数=dd xy Hx d85.085.0285.1下游坡率为0.75=dd xy Hx d85.085.0285.1=75.01Xa= 7.688m Ya=5.541m中间直线段 坡率与非溢流坝段的坡率相同为0.75 下游反弧段校核情况反弧段最低点水流速1V 的计算 1V =gS 2ϕ 长江流域规划办公室流速系数 ϕ的经验公式 35.0055.01kE-=ϕ流能比gqsk E 5.1=单宽流量q=30s m /3代入公式得 1V =27.78 m/s Q A Bh νν== ， 所以鼻坝平均水深为：BvQh =Q —下泄流量 B —鼻坎处水面宽度 设计情况mh 1.082027.78006=⨯=反弧半径 6(2=R ～ 6.32)10=h ～10.8m 但是实际工程中远远超过此值。
用经验公式8.531.0881.9/27.78/=⨯==gh v Fr mm h Fr R 17.941.088.533232232/3=⨯⨯==取R=15m同理可计算出 设计情况下的流速 V= 24.76 m/s反弧段曲线如图所示：反弧段的上端与直线AB相切于B点，下端与河床相切于C点。