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。
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。