某水电站闸坝工程挡水坝段稳定应力分析案例综述
目录
TOC\o1-3\h\u10290某水电站闸坝工程挡水坝段稳定应力分析案例综述 1
299601.1挡水坝段荷载计算 1
2461.2荷载组合计算 6
185691.3作用力对坝基形心弯矩计算 7
101541.3.1作用力对坝基形心力矩的计算 7
166201.3.2作用力对坝基形心的弯矩之和 8
22101.4坝体抗滑稳定分析 9
42871.4.1分析的目的 9
198651.4.2滑动面的选择 9
324261.4.3抗滑稳定计算 9
161361.5应力分析 11
91981.5.1分析的目的 11
248801.5.2分析的方法 11
30061.5.3应力计算 11
129321.5.4坝体边缘应力计算 12
88441.5.5坝体内部应力计算 13
241531.6坝体强度极限状态验算 16
72881.7坝体抗震设计 17
1.1挡水坝段荷载计算
该水电站闸坝工程枢纽中荷载计算过程中该枢纽上游淤沙高程为440.9m，混凝土容重为，水的容重为：。跟据挡水坝段设计尺寸进行挡水坝顶的荷载计算，在荷载计算中坝长均取单宽1m计算。
荷载计算图
（1）坝体自重计算按式（6）计算:
（6）
为挡水坝段坝体体积，单位：。
坝体自重具体计算如下：
（2）扬压力计算
扬压力由渗透压力和浮托力加和组成。如图4所示。
图4扬压力计算图
在枢纽布置中提出过，挡水坝段是布置在两岸的，故岸坡坝段的系数，在本设计中取。
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
①正常蓄水位工况下：
②设计洪水位工况下：
③校核洪水位工况下：
（3）静水压力计算
静水压力通常不单单位于水平或竖直方向，故将其转化为为水平向的分应力P和竖直向的分应力S进行计算。可按式（13）和式（14）分别进行计算。
（13）
（14）
水的重度，单位：，取9.8；
计算点处的水深，单位：m。
设上游水平向分应力为，下游水平向分应力为，总水平向分应力为，竖直向分应力为。计算如下：
①正常蓄水位工况下：
②设计洪水位工况下：
③校核洪水位工况下：
（4）泥沙压力计算
一般计算年限取50～100年，因上游坝坡坡率为0，故只计算水平泥沙压力即可，按式（15）计算。
（15）
泥沙浮重度，单位：；
坝前泥沙淤积高度，单位：m；
泥砂的内摩擦角，取。，
本设计中,
跟据式（15）计算得本设计中挡水坝段的水平泥沙压力为：
（5）波浪压力计算
本设计中水坝满足官厅水库要素，可按官厅水库公式计算。
（16）
（17）
图5波浪压力计算图
由于，为深水波，故波浪压力可按式（17）计算。
（18）
①设计洪水位工况下：
②校核洪水位工况下：
1.2荷载组合计算
坝体所受荷载在遇到不一样的情况下产生的效果和大小均不同，每个荷载将跟据不同的情况会随机组合。具体的荷载组合情况见表3。
表3不同情况下的荷载组合
荷载组合
主要工况
自重
静水压力
扬压力
泥沙压力
浪压力
地震作用
基本组合
正常蓄水位工况
√
√
√
√
√
-
设计洪水位工况
√
√
√
√
√
-
特殊组合
校核洪水位工况
√
√
√
√
√
-
1.3作用力对坝基形心弯矩计算
本设计在进行计算荷载对坝基形心的弯矩时，采用规定坝体上游面产生压应力为正。
1.3.1作用力对坝基形心力矩的计算
（1）自重对坝基形心的弯矩计算
（2）扬压力对坝基形心的弯矩计算
①正常蓄水位工况下：
②设计洪水位工况下：
③校核洪水位工况下：
（3）静水压力对坝基形心的弯矩计算
①正常蓄水位工况下：
②设计洪水位工况下：
③校核洪水位工况下：
（4）波浪压力对坝基形心弯矩的计算
①正常蓄水位工况下：
②设计洪水位工况下：
③校核洪水位工况下：
（5）泥沙压力对坝基形心弯矩的计算
1.3.2作用力对坝基形心的弯矩之和
1、正常蓄水位工况下：
2、设计洪水位工况下：
3、校核洪水位工况下：
1.4坝体抗滑稳定分析
1.4.1分析的目的
对挡水坝段进行抗滑稳定分析，一方面能检验挡水坝段坝体的抗滑稳定安全度是否满足规范要求，