营口市三道岭水库溢流坝段稳定分析计算

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  【摘要】本文对三道岭水库的溢流堰进行稳定计算,计算三种工况:设计水位、校核水位、正常水位加地震。
  【关键词】三道岭水库;设计水位;校核水位;正常水位;地震;稳定
  1、概况
  三道岭水库位于大清河流域上游支流北窑河上,中型水库,工程等别为三等,主要建筑物级别为3级。设计洪水50年一遇,校核洪水1000年一遇。设计洪水位21.5m,正常蓄水位20.0m,校核洪水位23.71m。
  溢流坝段位于大坝右侧,两孔,全宽24.0m,净宽20.0m,钢筋混凝土结构,溢流坝中间设沥青木板分缝。堰型为克—奥型实用堰,堰顶高程17.0m,设10×3.5m的弧形闸门二扇。
  2、参数选取
  本次计算参数取值:γ砼 =24KN/m3,γ水=10KN/m3,γ浮=10KN/m3,土压力系数k=0.3。本次计算取分缝处的一侧作为一个整体,进行计算,即计算宽度为12m。场地的抗震设防烈度为8度,设防类别为丙级。
  3、计算工况
  本次计算分三种工况计算:①设计水位21.5m,下游相应水位9.50m;②校核水位23.71m,下游相应水位10.66m;③正常水位加地震,正常水位20.0m,下游相应水位6.60m。
  4、稳定计算
  4.1设计水位的荷载分析
  上游水位21.5m,下游水位9.50m,各力对上游坝趾A点取矩。坝体自重分解简图如图一,水重、水压力、扬压力简图如图二。
  4.2校核水位的荷载分析
  上游水位23.71m,下游水位10.66m,各力对上游坝趾A点取矩。自重、水重、水压力、扬压力等计算简图可参照图一、图二。
  4.3正常水位加地震的荷载分析
  上游水位20.0m,下游水位6.60m,各力对上游坝趾A点取矩。正常水位时闸门不开启,溢流堰不泄水。地震惯性力及动水压力按照《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97,进行计算,其公式如下:
  地震惯性力:;动态分布系数:
  单位宽度坝面的总地震动水压力作用在水面以下0.54H处,公式为:
  自重、水重、水压力、扬压力等计算简图可参照图一、图二。地震惯性力、动水压力简图如图三。
  4.4计算公式
  坝体抗滑稳定计算按照《混凝土重力坝设计规范》(SL319—2005)中的公式6.4.1-1计算,公式如下:
  —按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数;
  —壩体混凝土与坝基接触面的抗剪断摩擦系数,取0.7;
  —坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断凝聚力,取=300kpa
  A—坝基接触面截面积,A=22×12=264m2;
  溢流坝基底应力按下列公式计算: ;
  4.5坝体稳定计算结果
  计算结果,见表4。
  参考文献:
  [1].《混凝土重力坝设计规范》(SL319—2005);
  [2].《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97;
  [3].《三道岭水库安全分析综合评价报告》,营口市水利勘测建筑设计院,2018.05。
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