********************************************************************** 计算项目：消能工水力计算 1
********************************************************************** ---------------------------------------------------------------------- [ 消力池断面简图 ]
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---------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ]
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[基本参数]
消能工类型:下挖式消力池 计算目标:设计尺寸
上游底部高程:1.000(m) 下游底部高程:0.000(m) 消力池首端宽度:6.000(m) 消力池末端宽度:6.000(m)
水流的动能校正系数:1.000
泄水建筑物下游收缩断面处流速系数:0.950 消力池出流流速系数:0.950 水跃淹没系数:1.050
是否计算消力池前段长度:交互 消力池前段长度:0.000(m) 自由水跃跃长计算系数:6.900 水跃长度校正系数:0.750
是否计算消力池底板的厚度:计算 消力池底板计算系数K1:0.200 消力池底板安全系数K2:1.300
消力池底板的饱和重度:25.000(kN/m^3) 脉动压强系数:0.050
海漫长度计算系数Ks:10.000
河床土质允许不冲流速:1.000(m/s)
水位流量的组数:1
序号单宽流量上游水位下游水位扬压力
(m3/s*m) (m) (m) (kPa) 1 6.500 3.020 2.020 1.000
---------------------------------------------------------------------- [ 计算过程 ]
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1、判断是否需要建消能工。
流速水头公式：
α*V^2/(2*g)，V=q/T
其中：q单宽流量(m^2/s)，T上游水头(m)，α水流动能校正系数。
计算收缩断面水深公式：
hc^3-T0*hc^2+α*q^2/(2*g*φ^2)=0
其中：hc收缩断面水深(m)，T0消力池底部以上的总水头(m)，φ流速系数。
计算跃后水深公式(矩形断面扩散渠槽自由水跃)：
hc'=hc/2*(sqrt(1+(8*α*q^2)/(g*hc^3))-1)*(b1/b2)^0.25
其中：hc'跃后水深(m)，b1消力池首端宽度(m)，b2消力池末端宽度(m)。
判断水跃型式的条件：
hc'＞ht，远离式水跃 hc'= ht，临界水跃 hc'＜ht，淹没式水跃 其中：ht下游水深(m)。
若发生远离式水跃，则需要修建消能工，否则不需要。
序号单宽流量流速水头上游总水头收缩断面水深跃后水深下游水深水跃型式 (m^3/s*m) (m) (m) (m) (m) (m)
1 6.500 0.528 3.548 0.961 2.554 2.020
2、计算消力池池深。
计算消力池出口水面落差ΔZ公式：
ΔZ=(α*(q^2))/(2*g*(φ^2)*(ht^2))-(α*(q^2))/(2*g*(σ0^2)*(hc'^2))
计算消力池深度d公式：
远离水跃 d=σ0*hc'-ht-ΔZ
其中：σ0水跃淹没系数(又称为安全系数)。
序号单宽流量总水头收缩断面水深跃后水深出口断面落差消力池池深
(m^3/s*m) (m) (m) (m) (m) (m)
1 6.500 4.109 0.857 2.772 0.331 0.560
消力池深度为：0.560(m)。
3、计算池长。
自由水跃跃长Lj计算公式： Lj=6.9*(hc'-hc)
系数6.9可以根据需要更改。
消力池池长计算公式： L=Ls+β*Lj
其中：β水跃长度校正系数。
序号自由水跃跃长水跃前消能工长度消能工总长度
(m) (m) (m)
1 13.212 0.000 9.909
计算得消能工长度为：9.909(m)。
4、计算消力池底板厚度。
采用池深为0.560m，池长为9.909m计算底板厚度。
满足抗冲要求的底板厚度t： t=k1*sqrt(q*sqrt(ΔH))
其中：k1底板计算系数，ΔH上下游水位差(m)。
满足抗浮要求的底板厚度t： t=k2*(U-W±Pm)/γb 其中：k2 底板安全系数；
U 作用在底板面的扬压力(kPa)； W 作用在底板上的水重(kPa)；
Pm 作用在底板上的脉动压力(kPa)，计算底板前半部时取\号，计算底板后半部时取\号；
γb底板的饱和重度(kN/m^3)。
序号扬压力水重脉动压力抗冲厚度首端抗浮厚度
(kPa) (kPa) (kPa) (m) (m)
1 1.000 17.801 3.321 0.510 0.000
经计算得所需消力池底板首端最大厚度为：0.510(m)、末端厚度一般取首端厚度的一半为：0.255(m)。
注意：根据规范，消力池底板厚度不宜小于0.5m的构造厚度。
5、海漫计算。
计算海漫长度和海漫末端的河床冲刷深度。
海漫长度L计算公式：
L=Ks*sqrt(qs*sqrt(ΔH))
其中：Ks海漫长度计算系数，qs消力池末端单宽流量(m^2/s)，ΔH上下游水位差(m)。 公式的适用条件是：sqrt(qs*sqrt(ΔH)=1~9。
海漫末端的河床冲刷深度dm计算公式： dm=1.1*qm/v0-ht
其中：qm海漫末端单宽流量(m^2/s)，v0河床土质允许不冲流速(m/s)。
序号上下游水位差海漫长度海漫末端河床冲刷深度 (m) (m) (m)
1 1.000 25.495 5.130
计算得海漫长度为：25.495(m)。海漫末端河床形成的最大冲刷深度为：5.130(m)。
重力式挡土墙验算[执行标准：水利] 计算项目：重力式挡土墙 1
计算时间： 2011-07-14 18:44:09 星期四
------------------------------------------------------------------------ 原始条件:
墙身尺寸:
墙身高: 4.150(m) 墙顶宽: 1.000(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.000 背坡倾斜坡度: 1:0.400
采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.400(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙踵台阶b3: 0.500(m) 墙踵台阶h3: 0.500(m) 墙底倾斜坡率: 0.000:1
物理参数:
圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.400
墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa)
挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3)
修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.400 地基土类型: 土质地基
地基土内摩擦角: 30.000(度) 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.700 土压力计算方法: 库仑
坡线土柱: 坡面线段数: 2
折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 1 3.300 1.900 2 5.000 0.000
坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 30.000(度) 墙顶标高: 0.000(m)
挡墙内侧常年水位标高: -2.700(m) 挡墙外侧常年水位标高: -3.050(m) 浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是
换算土柱数 0 0