水工建筑物DOC.docx
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水工建筑物DOC
绪论
1.防洪治河工程包括:
(1)整修堤防——构建河流防洪体系
(2)兴建大中型水库——拦蓄洪水
2.水工建筑物:
为了综合利用水资源,达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的,需要修建几种不同类型的建筑物,以控制和支配水流,满足国民经济发展的需要,这些建筑物通称为水工建筑物
水利枢纽:
不同水工建筑物组成的综合体。
3.按建筑物的用途分类
|挡水建筑物用以拦截江河,形成水库或壅高水位。
如各种坝和闸;以及为抗御洪水或挡潮,沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
|泄水建筑物用以渲泄在各种情况下、特别是洪水期的多余入库水量,以确保大坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、泄洪洞等。
|输水建筑物为灌溉、发电、和供水的需要从上游向下游输水用的建筑物,如输水洞、引水管、渠道、渡槽等。
|取水建筑物是输水建筑物的首部建筑,如进水闸、扬水站等。
|整治建筑物用以整治河道,改善河道的水流条件,如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。
|专门建筑物专门为灌溉、发电、供水、过坝需要而修建的建筑物,如电站厂房、沉沙池、船闸、升船机、鱼道、筏道等
前三个是必不可少的。
4.水工建筑物的特点
|工作条件复杂
(1)由于水的作用,产生巨大的水压力,对水工建筑物的稳定和强度产生不利影响,
(2)由于水的作用,形成波浪,冲击岸边、建筑物,产生波浪压力,对水工建筑物的稳定和强度产生不利影响,
(3)由于水位差的存在,会导致建筑物以及地基内的渗流,产生渗透压力,对水工建筑物的稳定和强度产生不利影响,渗流也可能引起建筑物及地基的渗透变形破坏,过大的渗漏量会造成水库严重的漏水。
(4)由于水的作用,带来动水消能问题。
由于水的作用,还会产生高速水流,高速水流通过建筑物时,可能出现掺气、负压、气蚀、冲击波等现象。
(5)地震影响,水库建成后,易引起诱发性地震。
|设计选型的独特性
地形、地质、水文、施工等条件对选定坝址、闸址、洞线、枢纽布置和水工建筑物的形式等都有极为密切的关系。
具体到每一个工程都有自身的特定条件,因而水利枢纽和水工建筑物都具有一定的个别性,因而水工建筑物设计选型总是只能按各自特征进行,一般不能采用定型设计。
|施工建造的艰巨性
受自然条件制约,水工建筑物施工难度大。
首先,需要解决好施工导流,要求施工其间,在保证建筑物安全的前提下,让河水顺利下泄,这是水利工程设计和施工中的一个重要课题。
其次,工程进度紧迫,截流、度汛需要枪时间、争进度,否则就要拖延工期。
第三,施工技术复杂
第四,地下、水下工程多,施工难度大;
第五,交通运输比较困难,特别是高山峡谷地区更为突出。
第六,工程量大,工期长。
第七,水工建筑物对地基要求高。
第八,水工建筑物施工受气候影响大。
|水工建筑物兴建影响甚大
1、水工建筑物的兴建对周围环境影响较大.
1)、水工建筑物建成后,形成水库,会使周围的气温会下降。
2)、大型水库建成后,会引起滑坡等现象。
2、对国民经济有巨大影响
5.水利水电工程的分等和水工建筑物的分级
水利水电工程,根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
水利水电工程中的水工建筑物,根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划为5级。
(1)水利工程等级划分的原因:
为了使效益、规模与安全投资结合起来,体现经济政策、技术措施相协调,使主次分明,体现重点,区别对待,重要性与经济性相结合,因而需对水利工程划分等级。
(2)水利工程等级划分的依据
《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)
重力坝
1.重力坝工作特点:
(一)稳定方面:
重力坝是依靠本身的自重作用来维持稳定。
由于自重的作用在地基与坝体接触面上产生摩擦力。
坝体与地基间有时存在粘结力。
这两部分组成了阻滑力,阻止坝体滑动,维持坝体稳定。
(二)应力方面:
在考虑重力坝应力问题时,我们是常将其视为平面应变问题来考虑,将其看成固结於地基上的悬臂梁用材料力学方法来考虑。
一般情况下,用无拉应力来控制,也就是说在坝截面不允许出现拉应力(),这主要是因为圬工材料抗拉性能差,一旦出现拉应力就会引起裂缝,裂缝的产生可能使坝体渗水,甚至断裂。
(三)荷载特点:
重力坝受扬压力的作用,扬压力的作用减轻坝体铅直向下的力,对坝体稳定产生危害,同时对坝体应力影响也较大。
(四)重力坝的泄水以及施工导流比较容量解决,重力坝材料为圬工材料,耐冲,强度大,其截面较大,可允许坝顶溢流。
(五)重力坝对气候、地形、地质等条件适应性较强,抗震性能较好。
2.重力坝剖面设计的准则:
稳定和无拉应力是重力坝设计时两个基本准则。
3.重力坝材料要求:
(1)建筑重力坝的材料一般为混凝土、浆砌石等。
(2)用于建造重力坝的混凝土属于水工混凝土,应有足够的强度以保证其安全承受荷载。
(3)在周围天然环境和使用条件下具有经久耐用的性能,即具有强度、抗渗、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀、低热、抗裂等性能要求。
重力坝材料分区:
1区:
上下游水位以上坝体表层混凝土,以抗冻性能控制。
2区:
上下游水位变化区的坝体表层混凝土,以抗冻性能控制。
3区:
上、下游最低水位以下坝体表层混凝土,以抗渗性能控制。
4区:
坝基部位混凝土,以强度性能控制。
5区:
坝体内部混凝土,以强度性能控制。
6区:
有抗冲刷要求部位的混凝土(例如溢流面,泄水孔,导墙和闸墩等),以抗冲刷性能控制。
4.重力坝的应力分析
(1)材料力学的基本假定
1)坝体材料为均质、连续、各向同性的弹性材料。
2)坝段为固结于地基上的悬臂梁,各坝段独立工作,横缝不传力。
3)地基的变形对坝体的应力没有影响。
4)水平截面上的垂直正应力呈直线分布(平面假定)。
(2)如何利用材料力学法计算稳定
拱坝
1.拱坝的工作特点:
结构特点:
拱坝是一空间壳体结构,坝体结构可近似看作由一系列凸向上游的水平拱圈和一系列竖向悬臂梁所组成。
坝体结构既有拱作用又有梁作用。
其所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体,另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。
拱坝两岸的岩体部分称作拱座或坝肩;位于水平拱圈拱顶处的悬臂梁称作拱冠梁,一般位于河谷的最深处。
稳定特点:
拱坝的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用。
内力特点:
拱结构是一种推力结构,在外荷作用下内力主要为轴向压力,有利于发挥筑坝材料(混凝土或浆砌块石)的抗压强度,从而坝体厚度就越薄。
拱坝是一高次超静定结构,当坝体某一部位产生局部裂缝时,坝体的梁作用和拱作用将自行调整,坝体应力将重新分配。
所以,只要拱座稳定可靠,拱坝的超载能力是很高的。
混凝土拱坝的超载能力可达设计荷载的5—11倍。
性能特点:
拱坝坝体轻韧,弹性较好,整体性好,故抗震性能也是很高的。
拱坝是一种安全性能较高的坝型。
荷载特点:
拱坝坝身不设永久伸缩缝,其周边通常是固接于基岩上,因而温度变化和基岩变化对坝体应力的影响较显著,必须考虑基岩变形,并将温度荷载作为一项主要荷载。
泄洪特点:
在泄洪方面,拱坝不仅可以在坝顶安全溢流,而且可以在坝身开设大孔口泄水。
目前坝顶溢流或坝身孔口泄水的单宽流量已超过200m3/(s.m)。
设计和施工特点:
拱坝坝身单薄,体形复杂,设计和施工的难度较大,因而对筑坝材料强度、施工质量、施工技术以及施工进度等方面要求较高.
2.拱坝对地形和地质条件的要求
对地形的要求:
左右两岸对称,岸坡平顺无突变,在平面上向下游收缩的峡谷段。
坝端下游侧要有足够的岩体支承,以保证坝体的稳定。
对地质的要求:
基岩均匀单一、完整稳定、强度高、刚度大、透水性和耐风化等。
两岸坝肩的基岩必须能承受由拱端传来的巨大推力、保持稳定并不产生较大的变形。
3.以“厚高比”T/H来区分拱坝的厚薄程度。
当T/H<0.2时,为薄拱坝
当T/H=0.2~0.35时,为中厚拱坝
当T/H>0.35时,为厚拱坝或重力拱坝。
4.坝址处河谷形状特征用河谷“宽高比”L/H及河谷的断面形状两个指标来表示。
L/H值小,说明河谷窄深,拱的刚度大,梁的刚度小,坝体所承受的荷载大部分是通过拱的作用传给两岸,因而坝体可较薄。
L/H值很大,河谷宽浅,拱作用较小,荷载大部分通过梁的作用传给地基,坝断面较厚。
L/H<2窄深河谷中可修建薄拱坝
L/H=2~3中等宽度河谷中可修建中厚拱坝;
L/H=3~4.5宽河谷中多修建重力拱坝;
L/H>4.5宽浅河谷中,修建重力坝或拱形重力坝。
左右对称的V形河谷最适宜发挥拱的作用,靠近底部水压强度最大,但拱跨短,因而底拱厚度仍可较薄;
U形河谷靠近底部拱的作用显著降低,大部分荷载由梁的作用来承担,故厚度较大;
梯形河谷的的情况则介于这两者之间。
土石坝
一、稳定
1.土石坝的工作特点:
(一)稳定方面:
土坝失稳形式一般坝坡滑动或坝坡连同部分地基(土基)一起滑动的剪切破坏。
总之,土坝不可能发生整体滑动失稳,一般情况下都是局部稳定破坏—边坡破坏,所以在设计时必须给坝体上下游以足够的边坡来维持坝体稳定。
(二)渗流问题:
1、漏水现象在上下游水位差作用下,由于渗流的作用,产生漏水现象,影响水库蓄水。
易产生集中渗流的地方有:
坝体与坝基(包括两岸)的结合面,坝体与混凝土建筑物的结合面。
2、渗透变形在渗透作用下,土坝坝身坝基容易发生渗透变形
渗透变形形式主要有流土与管涌。
管涌:
无粘性或少粘性土体中,土颗粒被渗流逐渐冲走的现象
流土:
由于渗流对土体渗透水压力的作用,使得一定范围的土体从坝体或坝基表面掀起或浮起的现象。
3、下游坝面浸水(渗流结果及下游有水)使得土体的抗剪强度降低这样易滑坡。
(三)冲刷问题
土坝是由散粒体结构材料组成,其抗剪强度小,抗冲刷能力很低,当上游坝面受到风浪作用时,将使上游坝面发生淘刷,天然雨水降到坝面后,部分渗入坝体内——降低坝体稳定性,而另一部分将沿坝坡下流而冲刷坝面,这会使坝高降低而致使发生坝顶溢流——易发生溃坝事故。
所以在设计时应保证土坝有足够的超高,另外坝面还有采取防护排水措施。
(四)沉陷问题
土坝是由散粒体结构材料组成,颗粒与颗粒间存在孔隙,且土粒间易发生相对位移,在坝体自重及水压力的作用下,坝体坝基都会由于压缩而产生沉陷。
沉陷包括坝身沉陷和坝基沉陷,皆会造成坝高不够。
不均匀沉陷会引起坝体产生裂缝影响大坝运行安全。
所以在设计土坝时,要注意坝顶高程问题,应使施工时的坝顶高程大于设计的坝顶高程,另为防止不均匀沉陷必须加强压实,特别注意接头处漏夯,漏压。
(五)其它问题
1、气候问题:
严寒季节,冻结膨胀融化,使坝体产生坍塌。
高温干旱季节,坝坡会干裂引起坝体破坏。
2、动物打洞问题:
动物(老鼠、白蚁)对土坝危害较大,动物打洞致使大坝破坏。
“千里之堤,溃于蚁穴”就是讲述白蚁危害。
3、细砂液化问题:
饱和细砂在振动荷载作用下易发生液化。
4、地震影响问题:
地震震动——细砂液化,地震惯性力——增加坝坡坍塌可能
坝顶溢流、边坡失稳、渗流是土坝失稳三大原因。
2.上下游边坡的陡缓
影响边坡的因素:
1、筑坝材料:
材料越松散,抗剪强度越小,边坡越易滑动,这样边坡越缓。
2、地基条件:
承载力是否满足要求,地基中是否有软弱夹层,地基承载差,边坡不宜太缓,有软弱夹层时,边坡应缓些。
3、受力情况:
上游水位很高,下游水位低,此时在上下游水位差作用下,下游边坡易失稳,下游边坡应缓些。
上游水位突然下降时,上游边坡容易滑坡失稳,此时上游边坡应缓些。
一般情况下,上游边坡要比下游边坡缓,其原因是上游边坡长期浸于水下,土体抗剪强度下降,易失稳。
由以上分析,我们可知一般情况土坝滑坡失稳一般发生在下游,只有在游水位突然变化时,上游边坡才发生滑动失稳。
3.破坏形式及原因:
(1)滑坡土坝受外力作用(主要在自重,渗透压力等荷下)容易产生坝坡或坝坡连同一部分坝基的坝塌——造成失稳。
造成滑坡失稳的主要原因,剪应力超过抗剪强度。
(2)塑流土壤变形超过弹性变形,土壤向外隆起产生塑性流动——失稳。
造成塑流失稳的主要原因,土壤内摩擦角小于允许值,一般土坝设计时不考虑这种失稳形式,只在高坝或重要坝设计时,才考虑此问题。
(3)液化主要原因:
振动荷截作用,饱和非粘性和可粘性土。
4.滑坡的形式(滑动面形式及发生部位)
(1)曲线滑裂面
当滑裂面通过粘性土时,其形状常是上部陡下部缓的曲面,在坝体横剖面上滑动面为曲线,由于曲线近似圆弧,因而在实际计算中常用圆弧来代替。
(2)直线或折线滑裂面
滑裂面通过无粘性土时,滑裂面的形状可能是直线或折线形。
当坝坡干燥或全部浸入水中时滑裂面呈直线形;当坝坡部分浸入水中时,由于水面以上与水面以下土体的抗剪强度不同,滑裂面在水面附近将发生偏折,呈折线形。
(3)复合滑裂面
当滑裂面通过性质不同的几种土料时,可能是由直线和曲线组成的复合形状滑裂面。
二、土石坝渗流
1.浸润线:
渗流在坝体内的自由水面叫浸润面,它与垂直于坝轴线的剖面的交线。
2.浸润线特征:
(1)浸润线与上游边坡垂直,与上游水位相交;
(2)浸润线与下游坝面相切,切点为渗流逸出点;
(3)逸事出点高于下游水面,高于下游的距离称为逸出高度;
(4)设计土坝时应尽量采用有效的防渗排水设备。
3.渗透变形的形式:
(1)管涌在渗流作用下,坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带走逐步形成渗流通道的现象称为管涌,常发生在坝的下游坡或闸坝下游地基面渗流逸出处。
(2)流土在渗流作用下,成块土体被掀起浮动的现象称为流土。
它主要发生在粘性土及均匀非粘性土体的渗流出口处
(3)接触冲刷当渗流沿两种不同土壤的接触面流动时,把其中细颗粒带走的现象,称为接触冲刷。
接触冲刷可能使临近接触面的不同土层混合起来。
(4)接触流土和接触管涌渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面时,可能把其中一层的细颗粒带到另一层的粗颗粒中去,称为接触管涌。
当其中一层为粘性土,由于含水量增大凝聚力降低而成块移动,甚至形成剥蚀时,称为接触流土。
4.防止渗透变形的工程措施
一般从两方面考虑:
(1)降低坝体的浸润线,也就减少了渗流产生的渗透坡降。
(2)提高土体的抗渗能力。
一般的措施有:
a)全面截阻渗流,如采取心墙、斜墙、截水槽及混凝土防渗墙等防渗措施。
b)延长渗径,如采取水平铺盖等。
c)设置排水设施,如在坝体下游设置排水沟等。
d)设置反滤层及排渗减压井。
5.水力学法计算渗流稳定
(1)基本假定
a)坝体是均质的,坝体内每点在各方向的渗透系数都是常数。
b)渗透水流为二元稳定流,属层流运动,符合达西定律
c)渗透水流是渐变的,同一等势线上各点水头是常数。
d)过水断面为平面,在同一过水断面内各点渗透坡降和流速相等。
(2)不透水地基上的均质坝的渗流计算(下游无排水设备)
1)不透水地基上矩形土体内的渗流
a)矩形土体渗流量计算公式(杜平公式)
b)不透水地基上矩形土体浸润线方程
2)不透水地基上均质土石坝(土石坝下游有水而无排水设备的情况)
等效矩形代替上游三角形
三、组成、各部分作用
1.坝体:
坝的主体。
防渗体:
控制坝体浸润线位置,保持坝体渗流稳定性。
排水设施:
安全地排出坝体的渗水,加速孔隙水压力的消散,防止下游坝坡的渗透破坏。
护坡:
防止波浪、气温、雨水等自然现象对坝坡的危害。
反滤层:
排水滤土防止土体在渗流作用下发生渗透变形
2.反滤层设计原则:
(1)相邻两层中颗粒较细层的颗粒不得穿过颗粒较粗层颗粒孔隙。
(2)各层间颗粒不得发生相对移动。
(3)被保护层土壤颗粒不得穿过反滤层,但允许细小颗粒(对砂性土)被渗流带走,因为只要土骨架不被破坏,就不致发生渗透变形。
(4)反滤层不能被堵塞,即细小颗粒能自由通过反滤层。
(5)反滤层必须耐久、稳定,在使用期内不能随时间推移和环境影响而改变材料性质。
设计部位:
在渗流出口处或进入排水体处,通常坡降较大,流速较高,土壤易于产生渗透变形,为了防止土体在渗流作用下发生渗透变形(特别是管涌),要求在排水体与坝体,排水体与地基间设反滤层。
3.降低浸润线用什么排水体好及排水体的类型(作业本P16-P17)
四、对土石料的选择
1.具有与使用目的相适应的工程性质
土石料的工程性质在长时期内保持稳定
具有良好的压实性能
2.粘性土的填筑标准:
采用压实度控制,即设计干容重与土料的平均最大干容重的比值。
(1)同一压实功,只有一个最优含水量及最大干容重。
(2)同一材料,不同的压实力,最大干容重不同。
(3)对规定的干容重,只有土料的含水量接近最优时,所需要实功小。
(4)土在饱和状态下,所有的击实作用无法使填土达到最大干容重状态。
3.非粘性土料的填筑标准采用相对密实度。
溢洪道
作业本P22-23(1.3.4)
水闸
1.水闸是一种低水头的水工建筑物,兼有挡水和泄水的双重作用。
它通过闸门的启闭来调节水位、控制流量。
2.水闸的分类
按作用分:
节制闸(或拦河闸)、进水闸、防洪闸、排水闸、挡潮闸
按类型分:
开敞式水闸、封闭式水闸
3.水闸的组成及其各自的作用:
(1)上游联接段:
引导水流平稳地进入闸室,同时起防冲、防渗、挡土等作用。
a)上游翼墙:
引导水流平顺地进入闸孔并起侧向防渗作用。
b)铺盖:
主要起防渗作用,用来延长渗径,减小闸下渗透压力,其表面应满足抗冲要求。
c)护坡、护底和上游防冲槽(齿墙):
保护两岸土质、河床及铺盖头部不受冲刷。
(2)闸室段:
水闸的主体部分
a)底板:
闸室的基础,承受闸室全部荷载,并较均匀地传给地基,有防冲、防渗等作用。
b)闸墩:
分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构。
c)闸门:
挡水和控制下泄水流。
d)工作桥:
供安置启闭机和工作人员操作之用。
e)交通桥:
连接两岸交通。
(3)下游联接段:
消能和扩散水流。
4.稳定方面:
关门挡水时,水闸上、下游较大的水头差造成较大的水平推力,使水闸有可能沿基面产生向下游的滑动。
水闸是靠足够的重力才维持稳定的。
一、闸孔设计
1.水闸设计考虑的困素:
(1)设计洪水位
(2)上下洪水位
(3)单宽流量:
地质条件、上下游水位差、下游水深、出闸水流扩散情况
2.闸孔形式:
宽顶堰孔口、低堰孔口、胸墙孔口
设胸墙的情况:
(1)闸槛高程较低、挡水高度较大
(2)挡水高程高于泄水运用水位、或闸上水位变幅较大而又需限制过闸单宽流量
3.底板高程(堰顶高程)的确定
确定水闸底板高程考虑因素:
水闸承担的任务、单宽流量、地基条件、基坑开挖
对于小型水闸,底板高程要定得高些;对大中型工程底板高程要求得低些。
一般拦河闸底板高程与河底同高。
4.一般情况下孔数取奇数,因为水闸运行时要对称开启,避免出闸水流出现折冲水流。
5.
孔堰流判别
对宽顶堰
对实用堰
对平底堰(宽顶堰),时仍可能为孔流。
二、消能设计
1.
水闸设计时消能防冲设计条件选择原则是:
以单宽能量为最大时的水位流量组合作为设计条件。
—水容重,△H—上下游水位差,q—水流单宽流量。
2.水闸的消能方式:
底流消能
原因:
平原地区水闸由于上下游水位差小,下游水深大,加之河床土抗冲能力较小,所以在水闸无法采用挑流消能。
水闸下游水位变化较大(下游水位随泄流量变化),一般难以产生面流式水跃,故而闸下无法采用面流消能。
所以水闸消能只能采用底流消能。
虽然底流消能效果因水位差过小而受到限制,但这种水流联接方式可以适应过闸流量与下游水位在较大范围内变化,同时在平面上也易于扩散,故而底流消能在水闸工程中应用广泛。
3.海幔的作用:
进一步消除水流余能,保证护坦安全和其后河床免受冲刷。
海幔和消力池消能的方式不同,海漫不是依靠水流旋滚来消能,而是促使水流速度逐渐衰减并改变流速分布,使海漫末端流速沿水深分布接近河道流速分布。
海幔的材料要求:
海漫材料应粗糙、具有一定的柔性,同时为使渗透水流自由排水,降低可能存在的扬压力以增加海漫的稳定性,海漫应具有一定透水性,其下设垫层,垫层按反滤层设计。
三、渗流计算
1.
(1)地下轮廓线:
上游铺盖、板桩及水闸底板等不透水部分与地基的接触线。
闸基防渗长度:
地下轮廓线的总长度。
(2)初步拟定的闸基防渗长度应满足:
L≥C△Hmax
C:
渗径系数△Hmax:
上下游水位差最大值
(3)地下轮廓线的布置:
防渗设计原则:
高防低排
1)粘性土地基
布置地下轮廓时,排水设施可前移到闸底板下,以降低底板下的渗透压力并有利于粘土加速固结,以提高闸室稳定性。
防渗措施常采用水平铺盖,而不用板桩,以免破坏粘土的天然结构,在板桩与地基间造成集中渗流通道。
粘性土地基内夹有承压透水层时,应考虑设置垂直排水,以便将承压水引出。
2)砂性土地基
当砂层很厚时,可采用铺盖与板桩相结合的型式,排水设施布置在护坦上。
必要时,在铺盖前端再加设一道短板桩,以加长渗径;
当砂层较薄,下面有不透水层时,可将板桩插入不透水层;
当地基为粉细砂土基时,为了防止地基液化,常将闸基四周用板桩封闭起来,因其受双向水头作用,故水闸上下游均设有排水设施,而防渗设施无法加长。
设计时应以水头差较大的一边为主,另一边为辅,并采取除降低渗压以外的其它措施,提高闸室的稳定性。
2.闸基渗流计算
(1)直线比例法
直线比例法是假定渗流沿地下轮廓流动时,水头损失沿程按直线变化,求地下轮廓各点的渗透压力。
(2)改进阻力系数法
基本原理
先研究简单矩形渗流区域,一般认为闸基渗流符合Darcy定律。
渗流区域的阻力系数:
(只与渗流区域几何形状有关)
对于比较复杂的水闸地下轮廓,可把整个渗流区域按等势线的可能位置划分为几个典型流段,每个典型流段皆可求得其阻力系数。
每个流段的水头损失则为:
四、稳定分析
1.提高闸室稳定的措施
(1)适当将闸门向闸室下游一端移动布置,或将底板向上游端适当加长,充分利用闸室水重。
(2)改变闸室结构尺寸,增加自身重量。
(3)加深底板上下游端的齿墙深度,更多地利用底板以下的地基土的重量。
(4)改变闸下防渗排水措施,降低闸底板的扬压力。
(5)设置钢筋混凝土拉锚铺盖作为阻滑板。
利用铺盖的自重和铺盖上下游水位压差来增加铺盖的阻滑力。
将铺盖作为阻滑板时,闸室的抗滑稳定安全系数为:
2.扬压力、波浪压力分布图笔记本
3.地震荷载考虑情况
(1)地震区水闸当设计烈度超过7°,必须进行抗震设计。
(2)地震惯性力:
包括水平地震惯性力和竖向地震惯性力。
(3)一般情况下,水闸抗震设计只考虑水平向地震作用。
(4)一般情况下,仅考虑水平地震惯性力,只有在设计烈度为8°、9°时,建筑物级别为Ⅰ级、Ⅱ级的水闸才同时计入竖向地震惯性力,此时竖向地震惯性力应乘以0.5的遇合系数。
4.闸室的抗滑稳定计分析
(1)认为闸室沿底板与地基接触面滑动(此公式主要适用于砂性土地基)
(2)认为闸室沿齿坎与地基接触面滑动
关于的取值:
对粘性土地基:
对砂性土地基:
五、闸室布置
1.底板尺寸
闸底板在垂直水流方向的尺寸B由闸孔尺寸确定。
闸底板在顺水流方向的尺寸L应满足闸室的稳定要求、地基应力分布均匀和上部结构布置要求。
2.底板结构形式
顺水流方向应满足水流条件,结构形式有宽顶堰、实用堰。
垂直