水土保持工程课程(第五章拦沙坝)11.ppt

一、拦砂坝的作用与坝址选择； 二、拦砂坝坝型选择； 三、拦砂坝坝高与拦沙量的确定； 四、拦砂坝的断面设计。 第四节 拦砂坝工程(Sediment Storage Dam） 第四节 拦砂坝工程(Sediment Storage Dam） 第四节 拦砂坝工程- 作用 第四节 拦砂坝工程- 坝型选择 第四节 拦砂坝工程- 坝型选择 第四节 拦砂坝工程- 坝型选择 第四节 拦砂坝工程- 坝型选择 第四节 拦砂坝工程- 坝型选择 第四节 拦砂坝工程- 坝高与拦砂量 第四节 拦砂坝工程- 坝高与拦砂量 第四节 拦砂坝工程- 坝高与拦砂量 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 2. 坝体抗滑稳定计算 第四节 拦砂坝工程—小结 第四节 小结 (5) 被动土压力 作用在下游坝基上的泥沙压力称之为被动土压力，可用下列公式计算： 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 式中：E——被动土压力，t； ?H1——坝基础深度，m； ? j、 gc ——同泥沙压力公式； ?b——单位宽度，b=1m。 (6) 坝基扬压力 主要为渗透压力，即由于水在坝基 上渗透所产生的压力。 当坝体是实体坝，而下游无水的条件下，下游边缘的渗透压力为0，上游边缘的渗透压力为：? 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 式中：W?——渗透压力， B——坝底宽度， g——水的容重， b——单位宽度， H——坝前水深， a1 基础接触面积系数，取a1=1?? 下游有水条件下，渗透压力为：?笔记 W? 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 (7) 泥石流冲击力即即泥石流的动压力。 式中；P冲——泥石流冲击力， K——泥石流动压力系数，决定于龙头特性，一般取1.3。 ?——泥石流的密度?? Vc——泥石流流速 ?????? gc——泥石流容重 g——重力加速度，为9.81?????????????????????? a——泥石流流向与坝轴线的交角，°。 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 (8) 地震力即在地震区大型拦砂坝的设计应考虑地震力作用。地震惯性力和地震泥沙压力。 地震惯性力:由于地震动荷载作用，坝体产生水平和竖向地震惯性力。设计中只考虑水平地震惯性力。 计算公式： 式中:Ke—地震系数；?—建筑物的惯性分布指数，可由下式计算： y—断面重心至坝基的高度； H—坝高；?—地基对惯性力的影响系数，砂砾质沟床?1.5； G—单位长度坝体重。 地震泥沙压力: 在地震作用下坝内淤积物的内摩擦角减小，因而相对地增加了一部分泥沙压力。地震泥沙压力计算公式： 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 式中:?—淤积物的内摩擦角（等于因地震作用减少的那部分）；P泥—坝前泥沙压力；Ke的意义同上。 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 在拦沙坝设计中应根据具体条件及各种作用力同时作用的可能性来确定最不利的作用力组合，以保证坝的整体安全。书P120表5-19给出作用力组合。 + + + + + 库满后泄流 + + + + + + 泄流情况 下发生地震 (3)按拦沙情况计算 (3)应加坝顶 泥深计算 + + + + + + 库内拦砂 备注 地震力 (7) 渗透 压力 (6) 冲击 力 (5) 坝基土压力 (4) 泥沙 压力 (3) 淤积 物重 (2) 自 重 作用力计 算情况 表5-19 作用力组合 拦沙坝坝体是否滑动，主要取决于？？ (1)当坝体属平面滑动时（见图1），坝的抗滑稳定计算公式如下： 式中：Ks 抗滑稳定安全系数，要求 Ks=1.0-1.05； N 坝体垂直力综合，向下正，向上负， P 坝体水平作用力的综合，向下游为正，向上游负； f 坝体与基础的摩擦系数，浆砌石坝或混凝土坝采用下列数值：火成岩=0.65-0.75；石灰岩及砂岩=0.5-0.65；板岩、泥岩=0.30-0.50。 坝体本身重量压在地面上所产生的摩擦力大小。如果摩擦力大于水平推力，则坝不会滑动。分两种情况计算： 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设计 (2) 如果坝的基础设有齿墙，且齿墙的深度相同(见图2)，则计算中应考虑齿墙之间的土壤黏结力。坝体抗滑稳定计算公式为： 式中：f0——摩擦系数，当齿墙较薄，b`较大时，f0=tg?； ?b`——两齿墙间距离，m； ?Ks、N、P——同上式； ?C——坝基土的黏结力，见书P121表5-20(不同土质C值) 第四节 拦砂坝工程- 拦砂坝断面设