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1、.XX水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power综合实训成果书 班 级：13级水建一班 姓 名： 庄 蕾 学 号：1 指导老师： 王菜刚 任务下达日期：2015年6月1日设计完成日期：2015年6月7日目录第一章、设计任务书- 3 -第二章、基本资料及设计数据- 5 -2.1设计资料- 5 -2.2水位- 5 -2.3气象资料- 5 -2.4筑坝材料及坝基岩石物理力学性质- 5 -第三章、土坝类型及剖面基本尺寸拟定- 6 -3.1坝顶高程- 6 -3.2坝坡- 7 -3.3排水设施- 7 -3.4心墙
2、- 8 -第四章、渗流计算- 8 -4.1渗流分析的方法- 8 -4.2单宽流量计算公式- 8 -4.3浸润线计算公式- 8 -第五章、坝坡稳定分析- 9 -第一章、设计任务书一、 题目 土石坝课程设计二、 设计资料某水利枢纽，拟定坝型为土质心墙坝，其任务以防洪为主，兼顾发电，灌溉的要求，大坝为3级建筑物，基本资料如下：1，水电规划成果。上游设计洪水位355.0m，相应的下游水位为328m；上游校核洪水位356.3m，相应的下游水位为329m；正常高水位354m；死水位339.5m。2，地址资料。河床高程328m，约有12m的淤泥层，清基后的最低高程为326m。基岩为石灰岩，节理裂隙少，地质构
3、造良好。拟定粘土心墙的渗透系数k=1.0*10(-6)cm/s，坝壳沙壤土的渗透系数k=1.0*10(-4)cm/s，土壤的内摩擦角=20.1，c=15kpa，湿容重m=19.5kN/m3，浮容重=10.5kN/m3，饱和容重sat=20.5kN/m3。3，其他资料。建议下游设堆石排水棱体，下游坝坡坡比建议1：2.5。风区长度D=900m，多年平均最大风速15m/s。三、 设计内容（1） 大坝基本剖面的设计（2） 大坝渗流分析，只算设计洪水位（3） 采用瑞典圆弧法进行大坝下游坝坡稳定计算，只算设计洪水位四、 设计要求（1） 计算书应书写清楚，字体工整，主要计算步骤、计算公式、计算简图均应列入，
4、并尽量利用表格编制计算过程。（2） 图纸应整洁，线条及字体应规X，并在规定时间内完成。五、 时间安排 2014年至2015年 第二学期 第14周上课次数第一节第二节周一任务熟悉及基本知识复习土石坝基本尺寸计算周二渗流分析渗流分析周三稳定计算稳定计算周四图纸整理，文本整理图纸整理，文本整理周五实训答辩实训答辩六、 课题完成后应提交的资料每位同学按规定的有关格式独立完成上述设计任务的成果一份，包括：（1）设计说明书。要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成果列入表格。（2）设计图纸为CAD绘制的基本剖面图，渗流分析计算图，瑞典圆弧法稳定分析图纸。（3）实训日志及实训心得报告
5、。七、 成绩考核成绩考核、成绩评定分为：优、良、中、及格、不及格五等级，实训考勤30%，期中实训表现占30%，成果作业站40%。八、 装订请将以下内容装订成册（A4纸打印），前后顺序如下：1 封面2 目录3 设计任务书4 实训报告5 图纸6 实训总结第二章、基本资料及设计数据2.1设计资料某水利枢纽，拟定坝型为土质心墙坝，其任务以防洪为主，兼顾发电，灌溉的要求，大坝为3级建筑物，基本资料如下：1，水电规划成果。上游设计洪水位355.0m，相应的下游水位为328m；上游校核洪水位356.3m，相应的下游水位为329m；正常高水位354m；死水位339.5m。2，地址资料。河床高程328m，约有1
6、2m的淤泥层，清基后的最低高程为326m。基岩为石灰岩，节理裂隙少，地质构造良好。拟定粘土心墙的渗透系数k=1.0*10(-6)cm/s，坝壳沙壤土的渗透系数k=1.0*10(-4)cm/s，土壤的内摩擦角=20.1，c=15kpa，湿容重m=19.5kN/m3，浮容重=10.5kN/m3，饱和容重sat=20.5kN/m3。3，其他资料。建议下游设堆石排水棱体，下游坝坡坡比建议1：2.5。风区长度D=900m，多年平均最大风速15m/s。2.2水位死水位：339.5m； 正常蓄水位354.0m； 设计洪水位：355.0m；校核洪水位：356.3m;正常蓄水时下游无水；设计洪水时下游水位：32
7、8m；校核洪水时下游水位：329m。2.3气象资料校核洪水情况下平均最大风速15m/s；正常蓄水位及设计洪水情况下最大风速为30m/s，水库吹程D=900m。采用XX公式进行波浪要素：波高和波长的计算,情况如下为：1、设计洪水时：平均波高hm=0.46m，平均波长Lm=14.2m3、校核洪水时：平均波高hm=0.22m，平均波长Lm=6.7m2.4筑坝材料及坝基岩石物理力学性质内摩擦角（)=20.1湿容重=19.5浮容重=10.5饱和容重=20.5粘聚力c= 15kapa第三章、土坝类型及剖面基本尺寸拟定3.1坝顶高程坝顶高程由水库静水位加波浪爬高和壅水面高度及安全加高确定。坝顶高程或坝顶上游
8、防浪墙顶的高程按下式计算：坝顶高程 =设计洪水位+正常运用条件的=校核洪水位+非常运用条件的=正常蓄水位+非常运用条件的+坝顶静水位超高值按下式计算：式中： 波浪在坝坡上的设计爬高，m；风壅水面高度，m；安全加高，m。该坝的级别为级，则正常运行的安全加高A=0.7m，非常运行的安全加高A=0.4m。（1）风壅水面高度的计算： 式中：K综合摩阻系数，取；v计算风速，正常运用条件下的5级坝，采用多年平均离地面10m高的最大风速的1.5倍，非常运用条件下，采用多年平均年最大风速；D风区长度，为100m；计算风向与坝轴线法线的夹角；Hm水域平均水深27m，取坝前水深的2/3，为18m。 （2）波高和波
9、长的计算，在三种设计工况下分别为：1、设计洪水时：平均波高hm=0.46m，平均波长Lm=14.2m2、校核洪水时：平均波高hm=0.22m，平均波长Lm=6.7m（3）平均波浪爬高的计算 平均波浪爬高，m；单坡的坡度系数，取3.0；斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型为砌石，取；经验系数。最终计算成果：坝顶高程计算运用情况静水位H（m）R（m）e（m）A（m）超高Y（m）坝顶高程H（m）设计洪水3552.1504736550.0055045870.72.855978242357.8559782坝高取较大值为326校核洪水356.30.8947259060.0013761470.41.29610
10、2053357.5961021357.85597823.2坝坡因最大坝高约356.3-326.0=30.3m,故采用二级变坡。（1）上游坝坡 ： 从坝顶到坝踵依次为1:2.5（2）下游坝坡 : 从坝顶到坝踵依次为1:2.5（3）马道:马道高程为343m,马道宽度取2m，设0.3m0.3m排水沟。3.3排水设施堆石棱体排水尺寸确定：顶宽2.0m，内坡1：1.5，外坡1：2，顶部最高水位须高出下游最高水位对、二级坝不小于1.0m，对、级大坝不小于0.5m.由已知条件可知，此次设计大坝为级大坝通过校核洪水位356.3m，相应下游最高洪水位为329.00m，超高取1.5m，所以顶部高程为329.00+
11、1.5=330.5m。3.4心墙心墙尺寸确定：心墙比校核洪水位校高0.5m,所以顶部高程为356.3.00+0.5m=356.8m,坝款取4米，坡度两边都取1：0.15。第四章、渗流计算4.1渗流分析的方法采用水力学法进行土坝渗流计算。求解渗流流量和浸润线方程。4.2单宽流量计算公式通过心墙的单宽流量 通过心墙下游坝壳的单宽流量为，联立二式得：he=8.187239746q=4.48938E-054.3浸润线计算公式本设计仅对河槽截面处进行最大断面的渗流计算，并假设地基为不透水。采用的公式： x和y数值X010203040506070.2y=23.6026046034.6858851725.5
12、620391746.3178350486.9924101437.6074016288.187239746第五章、坝坡稳定分析5.1稳定计算条件本设计粘土心墙坝，在正常蓄水位稳定渗流条件下，采用圆弧滑动面稳定计算方法：5.2稳定计算原理 假定滑裂面为圆柱面，将滑动面内土体看做刚涂脱落，土体绕滑动面的圆心转动即为边坡失稳。5.3稳定计算结果表. v.课程总结报告为期一周的课程设计终于在紧X的节奏中接近尾声，一周的时间，同学们都受益匪浅，它是繁忙的，但更是充实的。 课程设计，是土石坝设计课程，主要是复习相关知识点。它牵涉到了两年来所学的有关水工建筑物方面课程如工程制图、工程力学、工程地质与土力学特别
13、是水工建筑物的内容，还牵涉到了未曾学习的材料力学等课程内容，可以说它是对两年来前面所学各课程的一个很好总结，更是一个前所未有的实践性挑战！ 一周的时间，是漫长的。可以看出，一天天，同学们大都是一步步熬过来的，因为同学们在设计时对太多东西都不是很确定，像对闸底板的选材及对闸室的校核等部分内容我们未曾做过，这要花费我们一部分时间去一点一点儿的查找资料学习，在加上校核的反复性，说是熬过来的一点儿也不为过。但一周的时间，也是短暂的。超负荷的工作量，让我们从早上9点到晚上将近10点除了吃饭把所有的时间都泡在了土石坝设计教室中，但仍然感觉时间是那么的不够用。无论如何，没有人放弃，大家都坚强的挺了过来。 水闸设计共分为五个阶段：第一阶段：土坝断面尺寸拟定；第二阶段：土坝渗流分析；第三阶段：土坝稳定分析；第四阶段：土坝细部构造；第五阶段：设计图纸。 总结：一周的课程设计，要谈感受，没有人说自己认识不深刻的，它不但花去了我们大量的劳力精力，但相应的，我们得到的也很多。通过这次水闸设计，使我们学到了很多仅靠课本不能学到的知识，还学到了些以前没有讲过的知识；另外，加深了对以前学过的相关水工设计方面的知识，对今后的社会实践及就业无疑起到重要作用。一周的时间，大家是繁忙的，但更是充实的。. v
