斜心墙土石坝及坝坡稳定分析毕业设计

斜心墙土石坝及坝坡稳定分析毕业设计

目录

第一章前言 (6)

1.1毕业设计主要目的和作用 (6)

1.2设计对象和背景 (6)

1.3设计过程与方法 (6)

1.3.1了解任务书和熟悉、分析原始资料 (6)

1.3.2 洪水调节计算 (6)

1.3.3 主要建筑物形式选择和水利枢纽布置 (6)

1.3.4 第一主要建筑物——拦河坝设计 (7)

1.3.5第二主要建筑物——坝外泄水道设计 (7)

1.3.6 决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进度 (7)

1.4预期效果 (7)

第二章土石坝工程概况 (8)

2.1工程流域概况 (8)

2.2当地气候特征 (8)

2.2.1 气温情况 (8)

2.2.2 湿度情况 (9)

2.2.3 降水量情况 (9)

2.2.4 风力和风向 (9)

2.3当地水文特征 (10)

2.3.1 年日常径流资料 (10)

2.3.2 洪峰流量资料 (10)

2.3.3 固体径流资料 (10)

2.4工程地质资料 (10)

2.4.1 水库地质资料 (11)

2.4.2 坝址地质资料 (11)

2.4.3 地质构造资料 (13)

2.4.4 水文地质条件 (13)

2.4.5 地震资料 (14)

2.5建筑材料 (14)

2.5.1 料场的位置与储量资料 (14)

2.5.2 物理力学性质概述 (14)

2.6经济资料 (17)

2.6.1 库区经济 (17)

2.6.2 交通运输 (17)

2.7枢纽任务 (17)

2.8枢纽特征 (17)

2.8.1 发电 (18)

2.8.2 灌溉 (18)

2.8.3 防洪 (18)

2.8.4 渔业 (18)

2.8.5 过木 (18)

2.8.6 其它 (18)

第三章洪水调节计算部分 (19)

3.1工程等别及建筑物级别的判定 (19)

3.2洪水调节计算原理 (19)

3.2.1 确定洪水标准 (19)

3.2.2 泄洪方式与水库运用方案的确定 (19)

3.2.3 调洪演算的原理 (20)

3.3堰顶高程及泄洪孔口的选择 (20)

3.3.1 堰顶高程及孔口尺寸选择原则 (20)

3.3.2 初步方案拟定 (20)

3.4调洪演算结果与方案确定 (21)

3.4.1 调洪演算的结果 (21)

3.4.2 方案的选择 (21)

第四章坝型选择及枢纽布置概述 (22)

4.1坝址及坝型选择 (22)

4.1.1 坝址的选择 (22)

4.1.2 坝型的选择 (23)

4.2枢纽组成建筑物概述 (25)

4.2.1 挡水建筑物部分 (25)

4.2.2 泄水建筑物部分 (25)

4.2.3 水电站建筑物部分 (25)

4.3枢纽的总体布置 (25)

4.3.1 挡水建筑物——土石坝 (25)

4.3.2 泄水建筑物——泄洪隧洞 (25)

4.3.3 水电站建筑物 (25)

第五章大坝设计概述 (27)

5.1土石坝坝型选择 (27)

5.1.1 均质坝 (27)

5.1.2 堆石坝 (27)

5.1.3 面板坝 (27)

5.1.4 斜墙坝和心墙坝 (27)

5.1.5 斜心墙坝 (28)

5.2土石坝剖面尺寸的拟定 (28)

5.2.1 坝顶宽度 (28)

5.2.2 坝顶高程 (28)

5.2.3 坝坡与戗道 (30)

5.2.4 坝体排水 (30)

5.2.5 坝防渗体 (31)

5.2.6 坝基防渗 (31)

5.2.7 土石坝护坡 (32)

5.3土料设计 (33)

5.3.1 粘性土料设计 (34)

5.3.2 坝壳砂砾料设计 (37)

5.4渗流计算 (39)

5.4.1 渗流计算方法 (40)

5.4.2 典型计算断面与计算情况 (41)

5.4.3 计算结果 (42)

5.4.4 渗透稳定计算 (42)

5.4.5 成果分析与结论 (43)

5.5稳定分析计算 (44)

5.5.1 计算方法概述 (45)

5.5.2 计算程序流程图 (46)

5.5.3 计算结果概述与分析 (48)

5.5.4 稳定成果概述与分析 (50)

5.6大坝地基防渗处理 (50)

5.6.1 砂砾石坝基的防渗方案选择 (50)

5.6.2 坝基防渗墙的型式、材料及布置 (51)

5.6.3 坝肩处理 (52)

5.7细部构造设计 (53)

5.7.1 坝顶布置 (53)

5.7.2 防渗体和排水设施 (53)

5.7.3 反滤层设计 (53)

5.8.4 护坡设计 (56)

第六章土石坝泄水建筑物设计 (61)

6.1隧洞布置方案比较与选择 (61)

6.2泄洪隧洞选线与布置 (62)

6.3泄水隧洞的体型设计 (62)

6.3.1 进口建筑物部分 (65)

6.3.2 出口效能段部分 (67)

6.3.3 隧洞水力计算概述 (69)

6.3.4 隧洞的细部构造概述 (73)

附录1：稳定计算 (79)

附录A：程序说明 (79)

附录B：源程序代码 (80)

附录2 参考文献 (87)

第一章前言

本科毕业设计是大学四年最重要，最关键的教学容，它既是学以致用，知行合一的一项尝试，也为我们以后的学习或工作模拟了一次“演习”。通过毕业设计，大家全面地系统地巩固了一下大学所有学过的专业知识，提高了专业水平，锻炼了专业技能。

通过这次毕业设计，我们对粘土斜心墙土石坝的坝型特点，施工方式，设计理念等有了系统地全面地认知，也有了一次系统设计能力的培养机会。我们对水利水电专业的更加了解，对水利水电事业更加热衷。

1.1 毕业设计主要目的和作用

（1）巩固、联系、加深、充实、扩大所学基本理论和专业知识，并进行系统化；

（2）培养综合运用所学知识解决实际问题的技能，初步掌握设计原则、方法和步骤；

（3）养成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦认真的工作作风，学习态度；

（4）锻炼独立思考、独立工作能力，加强计算、绘图、编写说明书及使用规、手册等技能训练。

1.2 设计对象和背景

本设计的对象和背景是位于我国西南地区的某江，进行以坝工为设计重点的工程设计。

1.3 设计过程与方法

1.3.1了解任务书和熟悉、分析原始资料

1.3.2 洪水调节计算

用图解法确定防洪库容、设计（校核）洪水位及相应的下泄流量，为确定大坝高度和下游消能防冲设施提供了设计依据。

1.3.3 主要建筑物形式选择和水利枢纽布置

（1）确定枢纽组成建筑物及其设计等级。

（2）通过不同方案的初步技术经济比较，选定坝型。

（3）通过定性分析比较，选定水电站厂房及其他建筑物型式。

（4）确定水利枢纽的布置方案。

1.3.4 第一主要建筑物——拦河坝设计

一般应首先选定大坝结构布置与构造，然后进行校核计算。

（1）选定坝的结构形式，拟定防渗体的型式以及坝的主要尺寸。

（2）进行土料设计，包括对坝身不同高程的透水料和不透水料的分区规划布置以及压实标准的确定。

（3）渗流演算，计算正常、校核水位下浸润线位置，确定总渗流量与逸出坡降。

（4）静力稳定计算，求出上下游坡在某一水位情况下的最小稳定安全系数，以论证选用坝坡的合理性。

（5）拟定坝身构造，包括防渗、排水、反滤层、坝顶、护坡、马道，以及坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接。

1.3.5第二主要建筑物——坝外泄水道设计

（1）确定结构形式和主要尺寸，进行建筑总体布置。

（2）进行水力计算，以验证建筑物的轮廓尺寸和各部分的结构尺寸是否合理。

（3）拟定细部构造，包括排水、锚筋加固、灌浆、掺气等。

1.3.6 决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进度

1.4 预期效果

绘出3工程设计图，自行编制说明书和计算书，并编写中、英文的摘要。

第二章土石坝工程概况

2.1 工程流域概况

该江位于我国西南地区，流向自东南向西北，全长约122公里，流域面积2558平方公里，在坝址以上流域面积为780平方公里。

本流域大部分为山岭地带，山脉和盆地交错于其间，地形变化剧烈，流域支流很多，但多为小的山区流河流，地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流的含沙量较大。冲积层较厚，两岸有崩塌现象。

本流域因山脉连绵，交通不便，故居民较少，全区农田面积仅占总面积的20％，林木面积约占全区的30％，其种类有松、杉等。其余为荒山及草皮覆盖。

2.2 当地气候特征

2.2.1 气温情况

年平均气温约为12.8度，最高气温为30.5度，发生在7月份，最低气温为-5.3度，发生在1月份。

表2-1 月平均气温统计表（度）

表2-2 平均温度日数

2.2.2 湿度情况

本区域气候特征是冬干夏湿，每年11月至次年和4月特别干燥，其相对湿度为51~73％之间，夏季因降雨日数较多，相对湿度随之增大，一般变化围为67~86％。

2.2.3 降水量情况

最大年降水量可达1213毫米，最小为617毫米，多年平均降水量为905毫米。

表2-3 各月降雨日数统计表

2.2.4 风力和风向

一般1~4月风力较大，实测最大风速为19.1 m/s，相当于8级风力，风向为西北偏西。水库吹程为15公里。实测多年平均风速14m/s。

2.3 当地水文特征