重力坝课程设计任务书
重力坝课程设计
一、目的
1、学会初拟重力坝尺寸的方法; 2、掌握重力坝抗滑稳定计算和应力计算; 3、进一步认识重力坝的结构特点。 二、基本资料
(一)、水文、气象及泥沙资料
某水库所在流域属亚热带季风湿润气候,立体带状气候明显,其特点是“冬长夏短,春秋相连、雨热同季、干湿分明”。流域内无气象观测资料,其气象资料参照威宁县气象站资料:多年平均气温10.4℃,最冷月1月平均1.9℃,最热月7月平均17.7℃,极端最高气温30.6℃(1963年5月29日),极端最低气温-15.3℃(1977年2月9日)。年平均相对湿度80%,最大在秋季,达85%左右,最小在春季,在73%上下,全年平均雾日数76.0d ,年平均日照时数1805.4h ,为贵州全省各县之冠。全年无霜期208.6d ,大风日数29.3d ,冰雹日数2.6d ,雷暴日数66.4d ,雾日天数83.7d ,降雪日数32.2d ,最大积雪深度27cm 。多年平均风速3.2m/s,最大风速20.7m/s,全年以SE 风为多,频率为17%。
流域水汽主要来自印度洋孟加拉湾,由于地势较高,多年平均相对湿度较其它地区低。流域内地表径流主要来自降雨,但降雨时空上分布不均,大多集中在每年5~10月,降雨量占全年降雨总量的80-90%。暴雨一般出现在5~10月,日降雨量大于100mm 的暴雨主要出现在6~8月,汛期比其他地区出现晚,降雨量较其它地区少,根据威宁县气象站历年实测资料统计:多年平均降雨量为909.7mm ,丰水期(5~10月) 平均降雨量795.4mm ,占全年降雨量的87.7%,枯水期(11月至次年4月) 平均降雨量114.3mm ,占全年降雨量的12.3%,最大一日降水量为105.9mm (1984年7月23日),降水量≥0.1mm的日数193d ,降水量≥10.0mm的日数28d ,降水量≥25.0mm 的日数7d ,降水量≥50.0mm的日数1.3d ,多年平均水面蒸发量为1282.5mm (20cm 蒸发皿)。吹程为600米。 (二)特征水位
表5-5 主要建筑物特征水位及流量
(三)、地质资料 1、地形地貌
下坝址河谷深切,为横向谷,河流由SE 向转向NE 向。两岸坡山体地形坡度较陡,其中在1890m 高程以下地形坡度较陡,基岩裸露;上部地形稍缓,为坡耕地、林地和荒坡,残坡积层厚度最大达10m ,一般3~5m ;地形为浅切中山地形,河谷地形呈较宽缓的“V ”形谷,河床冲积层厚度达8.8m 。右岸坡在1889.5m 高程修建有一条通乡油路,宽9m 左右。两岸地貌主要为侵蚀切割形成的尖棱状山脊地貌,为侵蚀构造类型。下坝址河面高程1858.60m ,河面宽43m ;坝线位置河谷地形在1894.5m 高程时宽高比为3.0,下坝址河流位于二塘向斜北东翼,靠二塘向斜轴部发育。坝址区右岸坡上游80m 位置发育一条小溪沟(即锅厂小河),为下切侵蚀型溪沟,锅厂小河交汇口高程1859.0m ,溪沟地形随着山体地形的抬高,溪沟河床在1890m 高程以下基岩裸露,基本上无冲积层,两岸多为耕地和林地,残坡积层厚度不大,一般为3m 左右。
3、地层岩性
下坝址出露基岩地层主要为二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2β) 玄武岩,地层总体倾向河床下游,其在坝址区分布特征是坝址地形与岩层之间构成横向河
谷。综合槽探、硐探、钻探和地表地质勘察资料,坝址区左右岸坡残坡积层厚度达3~5m ,局部地段深达10m ,河床上第四纪冲积覆盖层厚度为8.8m 左右。
某水库下坝址的岩土层具体构成情况如下:
:厚度10~1294m 。属岩浆岩地层,(1)二叠系上统峨眉山玄武岩组(P 2β)
主要为暗绿、暗灰蓝、油绿色细粒玄武岩、拉斑玄武岩,上部夹一层厚度4~6m 的玻屑凝灰岩,在1858.6~1866m 高程夹有2至3层厚度3~8cm 的软弱夹层,为铁质粘土岩或铜质凝灰岩。玄武岩新鲜岩石坚硬,但表面易风化成碎块状,坝基岩体工程地质分类为中硬岩,属于B Ⅲ1类。
(2)第四纪覆盖层(Q4):在河谷两岸坡上为残坡积层,成分为褐黄褐色的含碎石粘土。河床上为冲积层,成分为块石、碎石、沙卵石、砂砾石、细粉沙和少量淤泥等组成。
4、地质构造
下坝址位于二塘向斜北东翼。坝址区玄武岩为岩浆岩,属喷出岩,岩层无产状,主要结构面为不同时期玄武岩喷出的流层理层面,玄武岩流层理层面倾向与早期下部沉积岩的成层方向一致,总体倾向河床上游偏右岸。
在下坝址无区域性断裂地质构造发育通过。但在下坝址锅厂小河左岸和水库右岸的山坡上发育有次生F 1张性断层(不明原因断层),向库区上游延伸,总体走向为北西走向,倾角近直立,北西端延伸到库区上坝址和下坝址之间,南东端直抵库区内炉山镇尖山附近,长约800m 左右。该断层断距一般为0.5m ,未见破碎带。
下坝址玄武岩中节理裂隙发育,发育密度较高,在河谷左右岸按勘察规范要求统计的节理裂隙产状见表3-4-3。主要有两个方向发育,第一组节理裂隙产状为走向170°,倾向260°,倾角为70~80°或近直立;第二组节理裂隙产状为走向65~80°,倾向155~170°,倾角近直立。节理裂隙向下延伸深度大,大部分节理裂隙内无充填物,呈闭合状,向下延伸到微风化和新鲜基岩后,裂隙逐渐尖灭,少数节理裂隙内偶有充填物。地表岩层呈强风化状,岩体一般较破碎,多呈块状。
2、坝址地质资料
经取样试验,结合有关工程经验类比,参考有关设计规范,地质专业提出了
岩石(体)物理、力学参数,见表5-2~表5-4。 表5-2 坝基岩体力学性质参数
表5-4 坝基结构面力学参数
大坝抗滑稳定计算的物理力学参数表
(四)附坝址处地形图及地质剖面图(见CAD 图) 三、要求
1、拟定坝体尺寸(非溢流坝段和溢流坝段),进行重力坝稳定计算及应力计算; 2、提交成果
(1)设计计算及说明书。
(2)重力坝非溢流坝段剖面图,溢流坝段剖面图; (3)重力坝平面布置图及下游立视图。
四、设计步骤 1、计算坝顶高程;
2、切出河谷横剖面图,并根据地质剖面图画出开挖线,得出坝底高程; 3、设计非溢流坝段剖面图,进行稳定和应力计算;调整坝体剖面使其满足稳定应力的规范要求;
4、进行溢流坝段剖面图设计;
5、绘制图形(包括非溢流坝段剖面图、溢流坝段剖面图、平面图和下游立视图); 6、编制设计说明书和计算书。
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