Pyr=qpwv(sin中2+sin中l) (N/m) 式中q一一相应设计状况下反弧段上的单宽流量[m3/(s.m)]: pw一一水的密度kg/m3: v一一反弧段最低点处的断面平均流速(m/s) 中1、中2一一分别为反弧段圆心竖线左、右的中心角,取其绝对值。 Pxr和Pyr的作用点可近似的认为在反弧段长度的中点。反弧段上动水 压力(离心力)的作用分项系数采用1.1。 因溢流坝顶和坝面上的脉动压力对坝体稳定和坝内应力影响很小,可以 不计:当引起结构振动和影响结构安全时应计入。 4.淤沙压力 概念:入库水流挟带的泥沙在水库中淤积,淤积在坝前的泥沙对坝面产 生的压力。 图示讲解:淤沙压力计算 淤沙压力计算图 淤积的规律是从库首至坝前,随水深的增加而流速减小,沉积的粒径由 粗到细,坝前淤积的是极细的泥沙,淤积泥沙的深度和内摩擦角随时间在变 化,一般计算年限取50100年。 单位坝长上的水平淤沙压力标准值Psk为 11
11 Pyr=qρwv(sinφ2+sinφ1) (N/m) 式中 q——相应设计状况下反弧段上的单宽流量[m3/(s.m)]; ρw——水的密度 kg/m3; v——反弧段最低点处的断面平均流速(m/s) φ1、φ2——分别为反弧段圆心竖线左、右的中心角,取其绝对值。 Pxr 和 Pyr 的作用点可近似的认为在反弧段长度的中点。反弧段上动水 压力(离心力)的作用分项系数采用 1.1。 因溢流坝顶和坝面上的脉动压力对坝体稳定和坝内应力影响很小,可以 不计;当引起结构振动和影响结构安全时应计入。 4.淤沙压力 概念:入库水流挟带的泥沙在水库中淤积,淤积在坝前的泥沙对坝面产 生的压力。 图示讲解:淤沙压力计算 淤沙压力计算图 淤积的规律是从库首至坝前,随水深的增加而流速减小,沉积的粒径由 粗到细,坝前淤积的是极细的泥沙,淤积泥沙的深度和内摩擦角随时间在变 化,一般计算年限取 50~100 年。 单位坝长上的水平淤沙压力标准值 Psk 为
Psk=27g45-2 (kN/m) 式中Ysb一一淤沙的浮重度(kN/m3),ysb=ysd-(1-n)Yw Ysd一一淤沙的干重度(kN/m3): Yw一一水的重度(kN/m3): n一一淤沙的孔隙率: hs一一坝前估算的泥沙淤积厚度(m): 9s一一淤沙的内摩擦角(。)。 当上游坝面倾斜时,应计入竖向淤沙压力,按淤沙的浮重度计算。淤沙 压力的作用分项系数采用1.2。 5.浪压力 浪压力概念:水库表面波浪对建筑物产生的拍击力。 浪压力的影响因素较多,呈动态变化,可取不利情况计算。浪压力的作 用分项系数应采用1.2。 图示讲解: 计算水位又 浪中心线 07E 波浪压力分布 (a)深水波:(b)浅水波:(c)破碎波 12
12 Psk = ) 2 (45 2 1 2 2 s sb s h tg − (kN/m) 式中 sb——淤沙的浮重度(kN/m3), sb= sd-(1-n) w sd——淤沙的干重度(kN/m3); w——水的重度(kN/m3); n——淤沙的孔隙率; hs——坝前估算的泥沙淤积厚度(m); s——淤沙的内摩擦角(°)。 当上游坝面倾斜时,应计入竖向淤沙压力,按淤沙的浮重度计算。淤沙 压力的作用分项系数采用 1.2。 5.浪压力 浪压力概念:水库表面波浪对建筑物产生的拍击力。 浪压力的影响因素较多,呈动态变化,可取不利情况计算。浪压力的作 用分项系数应采用 1.2。 图示讲解: 波浪压力分布 (a)深水波;(b)浅水波;(c)破碎波
临界水深Hcr的计算公式: L-2h% 三种波态情况的浪压力分布不同,浪压力计算公式如下: ●深水波:当坝前水深大于半波长,即H>2时,波浪运动不受库底 的约束。 P(hs +h) (kN/m) ●浅水波:水深小于半波长而大于临界水深Hcr,即L/2>H>Hcr时, 波浪运动受到库底的影响。 PL=2 (h1%+hZ)(H+PLf)+HPLf] 2πH PLf=7hl%sech L ●破碎波:水深小于临界水深,即H<HCr时,波浪发生破碎。 P。 PL=2[(1.5-0.5λ)h1%+(0.7+x)H] PO=KO7h1% 6.扬压力 扬压力=渗透压力+浮托力。 渗透压力:由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上 的压力。 浮托力:由下游水深淹没坝体计算截面而产生向上的压力。 13
13 临界水深 Hcr 的计算公式: ) 2 2 ln( 4 1% 1% L h L L h Hcr − + = 三种波态情况的浪压力分布不同,浪压力计算公式如下: ● 深水波:当坝前水深大于半波长,即 H > 2 L 时,波浪运动不受库底 的约束。 ( ) 4 L h1% hZ L P = + (kN/m) ● 浅水波:水深小于半波长而大于临界水深 Hcr,即 L/2>H>Hcr 时, 波浪运动受到库底的影响。 PL= 2 1 [(h1%+hZ)( H+PLf)+HPLf] PLf= h1%sech L 2H ● 破碎波:水深小于临界水深,即 H<Hcr 时,波浪发生破碎。 PL= 2 P0 [(1.5-0.5λ)h1%+(0.7+λ)H ] P0=K0 h1% 6.扬压力 扬压力=渗透压力+浮托力。 渗透压力:由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上 的压力。 浮托力:由下游水深淹没坝体计算截面而产生向上的压力
●坝底面上的扬压力 图示讲解:岩基上坝底扬压力确定 (e d 1-排水孔中心线;2-主排水孔:3-副排水孔 14
14 ● 坝底面上的扬压力 图示讲解:岩基上坝底扬压力确定 1-排水孔中心线;2-主排水孔;3-副排水孔
坝底面扬压力分布图 (a)实体重力坝:(b)宽缝重力坝及大头支墩坝;(c)拱坝; ()空腹重力坝:(e)坝基设有抽排系统:(f)未设帷幕及排水孔 ◆当坝基设有防渗和排水幕时,坝底面上游(坝踵)处的扬压力作用 水头为H1:排水孔中心线处的扬压力作用水头为H2+aH(H=1-H2):下游 (坝趾)处为2;三者之间用直线连接。 ◆当坝基设有防渗帷幕、上游主排水孔幕、下游副排水孔及抽排系统 时,坝底面上游处的扬压力作用水头为,下游坝趾处为2,主、副排水 孔中心线处分别为a1H1、a2H2,其间各段用直线连接。 ◆当坝基无防渗、排水幕时,坝底面上游处的扬压力作用水头为, 下游处为H2,其间用直线连接。 ●坝体内部扬压力 图示讲解: 由于坝体混凝土是透水的,在水头差的作用下,产生坝体渗流,引起坝 内 扬 压 力 15
15 坝底面扬压力分布图 (a)实体重力坝;(b)宽缝重力坝及大头支墩坝;(c)拱坝; (d)空腹重力坝;(e)坝基设有抽排系统;(f)未设帷幕及排水孔 ◆ 当坝基设有防渗和排水幕时,坝底面上游(坝踵)处的扬压力作用 水头为 H1;排水孔中心线处的扬压力作用水头为 H2+ H (H=H1-H2);下游 (坝趾)处为 H2;三者之间用直线连接。 ◆ 当坝基设有防渗帷幕、上游主排水孔幕、下游副排水孔及抽排系统 时,坝底面上游处的扬压力作用水头为 H1,下游坝趾处为 H2,主、副排水 孔中心线处分别为 1H1、 2H2,其间各段用直线连接。 ◆ 当坝基无防渗、排水幕时,坝底面上游处的扬压力作用水头为 H1, 下游处为 H2,其间用直线连接。 ● 坝体内部扬压力 图示讲解: 由于坝体混凝土是透水的,在水头差的作用下,产生坝体渗流,引起坝 内扬压力