第二章 重力坝教案(3)

2019-03-29 08:39

Pyr=qρwv(sinθ2+sinθ1) (N/m)

式中 q——相应设计状况下反弧段上的单宽流量[m3/(s.m)]; ρw——水的密度kg/m3;

v——反弧段最低点处的断面平均流速(m/s)

θ1、θ2——分别为反弧段圆心竖线左、右的中心角,取其绝对值。 Pxr和Pyr的作用点可近似的认为在反弧段长度的中点。反弧段上动水压力(离心力)的作用分项系数采用1.1。

因溢流坝顶和坝面上的脉动压力对坝体稳定和坝内应力影响很小,可以不计;当引起结构振动和影响结构安全时应计入。

4.淤沙压力

概念:入库水流挟带的泥沙在水库中淤积,淤积在坝前的泥沙对坝面产生的压力。

图示讲解:淤沙压力计算

淤沙压力计算图

淤积的规律是从库首至坝前,随水深的增加而流速减小,沉积的粒径由粗到细,坝前淤积的是极细的泥沙,淤积泥沙的深度和内摩擦角随时间在变化,一般计算年限取50~100年。

单位坝长上的水平淤沙压力标准值Psk为

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1Psk =2?2tg2(45???ssbhs2) (kN/m) 式中 ?sb——淤沙的浮重度(kN/m3),?sb=?sd-(1-n)?w

?sd——淤沙的干重度(kN/m3);

?w——水的重度(kN/m3); n——淤沙的孔隙率;

hs——坝前估算的泥沙淤积厚度(m);

?s——淤沙的内摩擦角(°)。

当上游坝面倾斜时,应计入竖向淤沙压力,按淤沙的浮重度计算。淤沙压力的作用分项系数采用1.2。

5.浪压力

浪压力概念:水库表面波浪对建筑物产生的拍击力。

浪压力的影响因素较多,呈动态变化,可取不利情况计算。浪压力的作用分项系数应采用1.2。

图示讲解:

波浪压力分布

(a)深水波;(b)浅水波;(c)破碎波

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临界水深Hcr的计算公式:

Hcr?L?2?h1%Lln()4?L?2?h1%

三种波态情况的浪压力分布不同,浪压力计算公式如下:

L● 深水波:当坝前水深大于半波长,即H >2 时,波浪运动不受库底

的约束。

PL??L4(h1%?hZ) (kN/m)

● 浅水波:水深小于半波长而大于临界水深Hcr,即L/2>H>Hcr时,波浪运动受到库底的影响。

1PL=2[(h1%+hZ)(?H+PLf)+HPLf] 2?HPLf=?h1%sechL

● 破碎波:水深小于临界水深,即H<Hcr时,波浪发生破碎。

P0PL=2[(1.5-0.5λ)h1%+(0.7+λ)H ]

P0=K0?h1% 6.扬压力

扬压力=渗透压力+浮托力。

渗透压力:由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。

浮托力:由下游水深淹没坝体计算截面而产生向上的压力。

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● 坝底面上的扬压力

图示讲解:岩基上坝底扬压力确定

1-排水孔中心线;2-主排水孔;3-副排水孔

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坝底面扬压力分布图

(a)实体重力坝;(b)宽缝重力坝及大头支墩坝;(c)拱坝; (d)空腹重力坝;(e)坝基设有抽排系统;(f)未设帷幕及排水孔 ◆ 当坝基设有防渗和排水幕时,坝底面上游(坝踵)处的扬压力作用水头为H1;排水孔中心线处的扬压力作用水头为H2+?H (H=H1-H2);下游(坝趾)处为H2;三者之间用直线连接。

◆ 当坝基设有防渗帷幕、上游主排水孔幕、下游副排水孔及抽排系统时,坝底面上游处的扬压力作用水头为H1,下游坝趾处为H2,主、副排水孔中心线处分别为?1H1、?2H2,其间各段用直线连接。

◆ 当坝基无防渗、排水幕时,坝底面上游处的扬压力作用水头为H1,下游处为H2,其间用直线连接。

● 坝体内部扬压力 图示讲解:

由于坝体混凝土是透水的,在水头差的作用下,产生坝体渗流,引起坝内

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