I－1混凝土重力坝抗滑稳定及坝基应力计算程序.doc

I－1混凝土重力坝抗滑稳定及坝基应力计算程序 作者 朱凤娟（水电部天津勘测设计院） 校核 牟广丞（水电部天津勘测设计院） 一、编制目的和依据 本程序根据“混凝土重力坝设计规范”（SDJ21-78）、“水工建筑物抗震设计规范” （SDJ10-78）及“混凝土重力坝设计规范修改补充规定”（1985年1月《水利水电技术》）编制。用本程序对选定的混凝土重力坝断面作抗滑稳定和坝基应力计算，能迅速获得成果，方便设计。本程序例题有详细的手算考证，并验算了潘家口工程、板桥溢流坝、石漫滩挡水坝，成果正确。尽管补充规定末列入抗剪安全系数公式，但考虑到目前抗剪断面两个公式并用的实际情况，所以程序中仍然列入了两个公式。 二、程序说明 （一）计算原理及公式 1，抗剪安全系数公式： 抗剪断安全系数公式： 上、下游面垂直正应力： 2，荷载种类： (1) 坝体自重：自动根据断面尺计算，溢流坝闸墩及上部结构作为附加重量加入,廊道、大孔口等作为附加重量扣除。 (2) 水压力:根据上、下游水位自动计算。 设置C9标识符,使电站坝段厂坝间分缝时,不计下游面水压力、 水重计及变坝坡影响。 (3) 泥沙压力:水平泥沙压力计算公式如下: 式中: γs---泥沙浮容重 Φ ---泥沙内磨擦角. 泥沙重计算类同水重。 (4) 扬压力:根据修改规定,坝基扬压力图形改为仅在排水幕处折减一次。 (5) 浪压力：输入浪高之半hL及波长之半LL根据规范附录二提供公式自动计算。 (6) 地震惯性力：当某种荷载组合计入地震时，程序自动计算水平地震惯性力，当地震烈度大于７度时，计入竖向地震惯性力。 (7) 地震动水压力：单宽总地震动水压力（水平）为： 当上游面垂直和直立坡大于1／2坝高时(＝90，否则(为水面点与坝脚的连线与水平面夹角。当(≠90时，竖向动水压力为 (8) 附加荷载：溢流顶水量、闸墩与闸门所受的水压力、泄流时的动水压力、冰压力等均可作为附加荷载计入。 （二）适用范围及功能 适用各种高度及各种类型混凝土重力坝的抗滑稳定及坝基应力计算。可输出各种荷载组合情况下各分项的力及力矩；总竖向力、总水平力、总力矩；抗滑稳定系数及坝基上下游坝面σy值。 （三）主要变量说明 1，输入变量（采用吨－米制）。 简单变量 NI――截面总数; NK――荷载组合数; NC――附加重量数; NL――附加荷载信息,有填１，无填０； C9――填０表示下游无厂房挡水，填１表示有厂房挡水； HH――坝体总高度（计地震时溢流坝算至闸墩顶）； H9――坝基高程； GC――混凝土容重； GW――水容重； GS――泥沙浮容重； FE――泥沙内磨擦角； F1――混凝土与基岩面抗剪磨擦系数； F2――混凝土与基岩面抗剪断磨擦系数； C2――抗剪断凝聚力(吨/米2)； K1――坝基排水幕折减系数； L1――坝基排水幕到上游面距离； KK――地震系数；(KK=Kn·Cn) FU――上游地震动水压力折减角； FD――下游地震动水压力折减角； 数组： X1(I),X2(I),Y1(I)---依次为各计算截面的上游面水平坐标、下游面水平坐标、高度坐标。一般取坝基为水平轴X，坝轴线处为Y轴。I从0到NI。 HU(K),HD(K),HS(K),KE(K)---依次为上游水位、下游水位，淤沙高程、地震标记（计时填1，不计填0）。K从1到NK 。 HL(K),LL(K)---浪高之半、波长之半。K从1到NK 。 当NC≠0时输入附加重量； Z1(I,0),Z1(I,1),Z1(I,2)---依次为附加重量、附加重量重心X坐标、Y坐标。I从1到NC 。 当NL＝1时输入附加荷载； Z2(K),Z3(K),Z4(K),Z5(K)---附加竖向合力、该合力作用点水平坐标、附加水平合力、该合力作用点Ｙ坐标。K从1到NK，即一种荷载组合填一组。 2，输出变量说明 Q0--总地震水平惯性力／（ ∑Wi△I） Q1--总地震竖向惯性力／（∑Wi△I′） W(1),M(1)--坝体总自重及力矩（力矩是指对坝基截面形心之矩，下同）； V(2),M(2)--上游水平水压力及力矩； V(3),M(3)--下游水平水压力及力矩； V(4),M(4)--上游泥沙水平水压力及力矩； W(5),M(5)--上游水重及力矩； W(6),M(6)--下游水重及力矩； W(7),M(7)--泥沙重及力矩； W(8),M(8)-