第四章 非溢流坝剖面设计
取0.2.下游边坡系数m=0.6～0.8，取0.7.
4.2.4上、下游起坡点位置的确定
上游起坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄水孔等建筑物的进口高程来定，初拟上游起坡点高程为847m，下游起坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面得到（最常用的是基本剖面的顶点位于校核洪水位处），现取下游起坡点高程为877.5m。由于起坡点处的断面发生突变，故应对该截面进行强度和稳定校核。
4.2.5剖面设计
n=0.2,m=0.7,B=50.85m 初选剖面尺寸如图所示
图4-1 剖面受力图
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4.3抗滑稳定分析与计算
4.3.1分析的目的
核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面的抗滑稳定的安全度
4.3.2滑动面的选择
滑动面选择的基本原则：研究坝基地质条件和坝体剖面形式，选择受力较大,抗剪强度低,最容易产生滑动的截面作为计算截面。
一般有以下几种情况：①坝基面②坝基内软弱层面③基岩缓倾角结构面④不利的地形⑤碾压混凝土层面等。
由已知基本资料知，坝址区出漏地层有寒武系中筒徐庄组、张夏组、第四系全新组及人工填土。岩层平缓，坝址处无断裂构造，基坑抗滑稳定控制面为混凝土与基岩接触面,故对非溢流坝段只需对坝基面进行抗滑稳定分析
4.3.3对坝基面进行抗滑稳定计算
坝体建基面抗滑稳定根据规范规定，按抗剪断强度公式计算，公式为：
Ks'?f'?W?c'A
?PKs'——抗滑稳定安全系数，不小于下表的规定：
关于安全系数Ks'，SL319—2005《混凝土重力坝设计规范》规定，不分工程等级，基本荷载组合时，采用3.0；特殊荷载组合（1），采用2.5；特殊荷载组合（2），采用2.3.
?W——作用于接触面上竖直方向的合力，kN; ?P——作用于接触面上水平方向的合力，kN; f'——抗剪断摩擦系数；
c'——抗剪断凝聚力，kPa；
A——计算截面面积；
计算结果如下表
表4-4 抗滑稳定计算结果
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第四章 非溢流坝剖面设计
抗滑稳定安全系数 K’ 设计 3.1 (>3.0) 校核 3.0(>2.5)
所以满足稳定要求。
4.4应力分析
4.4.1目的
检验所拟坝体断面尺寸是否经济合理，并为确定坝内材料分区，某些部位配筋提供依据。
4.4.2分析方法
应力分析的方法有理论计算和模型试验两类。理论计算又分为材料力学法和弹性理论法，材料力学法计算简便，适应面广，并有一套比较成熟的应力控制标准，目前仍被普遍采用，适应于地质比较简单的中低坝；本工程坝高887.5-822=65.5m在30m~70m范围内，属中坝，故采用材料力学分析法
4.4.3 计算基本公式
1、不计扬压力计算公式如下： 上游面的垂直正应力：?yu?下游面的垂直正应力：?yd??WB?WB??6?MB26?MB2
上游面的剪应力：?u?(pu??yu)n
（?yd?pd)m 下游面的剪应力：?d?上游面水平正应力：?xu?pu??un 下游面水平正应力： ?xd?pd??dm 上游面的主应力：?1u??yu（1?n2）?n2p，?2u?pu 下游面的主应力：?1d??yd（1?m2）?m2pd，?2d?pd
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其中：B—坝体计算的截面沿着上下游方向的长度64m；
?W—计算的截面上全部荷载（除了扬压力外）的垂直分力的合力；
?M—计算的截面上除扬压力外全部荷载对截面形心的力矩之和；
?u、?d分别为上、下游的边缘的剪应力；
pu、pd分别为上、下游面的水压力的作用强度（如有泥沙压力应计入）；
n、m分别为上下游的坝坡的斜率，n?0.2,m?0.7； ?xu、?xd分别为上、下游的边缘的水平正应力； ?yu、?yd分别为水平截面上的的边缘的正应力。 2、计扬压力计算公式简化如下： ?yu??WB?6?MB2 ?yd??WB?6?MB2
?u???yun ?xu??yun2 ?d??ydm ?xd??ydm2
其中：?W为全部荷载（包括扬压力）的铅直分力的总和；
?M为全部荷载对截面形心的力矩之和；
pu、pd分别为计算截面的上、下游坝面处的水压力强度,Kpa。 4.3.4应力计算 1、计扬压力 ①垂直正应力σ
?yu??yd?yu
和σyd
B2?W?6?MB
?WB?6?MB2设计时： ?W?28965.6 校核时： ?W?28666.37
设计时：?M??P?L??217880
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校核时：?M??P?L??241394 带入求得：设计时：?yu?64.05,?yd?1075.2
校核时：?yu?3.61 ,?yd?1123.88
均未出现负值（拉应力），符合应力要求。 ②剪应力?u，?d
设计时：
Pu??Wh1?9.81?(886.77?822)?635.4KPa Pd??Wh2?9.81?(837.86?822)?155.59KPa
?u?(pu??yu)n?(635.4?64.05)?0.2?114.27Kpa
?d?（?yd?pd)m?（1075.2-155.59）?0.7?643.73Kpa
校核时：
Pu??Wh1?9.81?(887.95?822?647KPa Pd??Wh2?9.81?(838.7?822)?163.83KPa
?u?(pu??yu)n?(647?3.61)?0.2?128.68Kpa
?d?（?yd?pd)m?（1123.88-163.83）?0.7?672Kpa
③水平正应力?xu, ?xd
设计时:
??Pu??un?635.4?114.27?0.2?612.55
xu??Pd??dm?155.59?643.73?0.7?606.2
xd 校核时：
??Pu??un?647?128.68?0.2?621.26
xu??Pd??dm?163.83?672?0.7?634.23
xd④第一主应力?1u,?1d
设计时:
?1u?(1?n2)?yu?(1?0.22)?64.05?66.61
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