水工建筑物實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、西華大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院上機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告西華大學(xué)上機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：水工建筑物（2）年級(jí)/專業(yè)：水利水電工程實(shí)驗(yàn)成績(jī)：指導(dǎo)教師：姓名：實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)名稱：壩坡（或邊坡）穩(wěn)定分析軟件應(yīng)用學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 4一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握一種工程實(shí)踐中常用的壩坡（或邊坡）穩(wěn)定分析軟件的應(yīng)用方法。2.熟悉壩坡（或邊坡）穩(wěn)定分析步驟，判斷壩坡（或邊坡）的穩(wěn)定性，并得出其穩(wěn)定安全系數(shù)。3.掌握各種參數(shù)對(duì)壩坡（或邊坡）穩(wěn)定性的影響，以便于今后的設(shè)計(jì)或施工工作中更好地進(jìn)行穩(wěn)定控制，保證壩坡（或邊坡）的安全。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或設(shè)計(jì)思想根據(jù)指導(dǎo)老師提供的面板堆石壩或土石壩相關(guān)工程資料，應(yīng)用理正邊坡軟件對(duì)壩坡進(jìn)行穩(wěn)定

2、分析驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境與工具實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：Windows 系統(tǒng)操作平臺(tái)。軟件：理正、AutoCAD。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)1.工程名稱：湖北小溪口工程壩體下游邊坡穩(wěn)定分析。2.壩型：面板堆石壩3.壩體標(biāo)準(zhǔn)剖面圖（經(jīng)鏡像處理后） 4.壩體分區(qū)簡(jiǎn)述 根據(jù)壩體標(biāo)準(zhǔn)剖面，從上游到下游依次分為混凝土面板、墊層、過(guò)渡層、堆石區(qū)、下游護(hù)坡、堆石排水棱體等。墊層料位于混凝土面板下面，根據(jù)面板壩對(duì)墊層料的要求：半透水性、高滲透穩(wěn)定（并有自愈功能）、低壓縮性、高抗剪強(qiáng)度及對(duì)細(xì)砂起反濾作用，設(shè)計(jì)墊層料水平寬度為3m。墊層料應(yīng)為連續(xù)級(jí)配，最大粒徑為75mm，小于5mm含量占30%40%。墊層料是經(jīng)過(guò)

3、兩種方式獲得的：其一，由河床天然砂礫石摻20%人工砂所得；其二，料場(chǎng)石料經(jīng)加工，并適當(dāng)摻配而得。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，這兩種方式所得到的墊層料其壓實(shí)干容重23kn/m3,孔隙率15%，滲透系數(shù)0.001cm/s。過(guò)渡料水平寬為3m，墊層料與過(guò)渡料以相同厚度平起并同時(shí)碾壓。為保證過(guò)渡料的反濾作用，確保各接觸面的施工質(zhì)量，必須按先鋪粗料，清理合格后再鋪細(xì)料的順序施工。墊層料和過(guò)渡料接觸界面上大于300mm顆粒必須清除。主堆石對(duì)面板起支撐作用，因此要求具有足夠的密度和必要的變形模量，以減少其變形量。鋪層厚度0.81.0m，最大粒徑600mm，<5mm含量10%15%，填筑干密度21.5kn/m3,孔隙

4、率23%。 5.詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程內(nèi)容，以及操作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法。(1). 軟件安裝。 安裝了2013版AutoCAD和理正巖土計(jì)算軟件。(2). 熟悉工程資料。根據(jù)老師提供的資料，熟讀資料，了解工程構(gòu)造，熟悉工程數(shù)據(jù)等。(3). 繪制工程斷面CAD圖。 根據(jù)老師提供的工程資料，運(yùn)用AutoCAD2013版繪制工程斷面CAD圖。在此做到數(shù)據(jù)、比例等與資料完全相同，要特別注意各土層的分界線必須繪制完整。(4). 完成工程斷面DXF圖的繪制。 將以上繪制的工程斷面CAD圖保存為DXF格式的文件。(5). 導(dǎo)入DXF圖。 打開理正巖土計(jì)算軟件，并導(dǎo)入DXF圖。將DXF圖導(dǎo)入軟件時(shí)，坡面線起始

5、點(diǎn)號(hào)和坡面線段數(shù)一定要輸入正確。(6). 將DXF圖導(dǎo)入后，在“輔助功能”里進(jìn)行“鏡像”，并保存文檔，然后再讀取此文檔進(jìn)行分析。(7). 結(jié)合實(shí)際工程參數(shù)設(shè)置基本參數(shù)、設(shè)置坡面參數(shù)、設(shè)置土層參數(shù)、設(shè)置滲流參數(shù)。 1、面板堆石壩各個(gè)分區(qū)的壓實(shí)后天然容重一般在2022.5KN/m3， 墊層區(qū)的容重一般大于過(guò)渡區(qū)， 主堆石區(qū)容重略小于過(guò)渡區(qū)， 主堆石區(qū)容重一般又大于次堆石區(qū)。 2、浸潤(rùn)線以下的飽和容重一般比其天然容重要大1.52KN/m3。 3、各分區(qū)的內(nèi)摩擦角一般在35°46°左右。 4、一般墊層、過(guò)渡層、主堆石區(qū)的凝聚力C值取C=010kpa，次堆石區(qū)的凝聚力C視填料性質(zhì)一般

6、取C=10150kpa。(8). 結(jié)果分析。4、 6. 詳細(xì)記錄程序操作步驟、數(shù)據(jù)及過(guò)程。 （一）：湖北小溪口工程壩體橫剖面cad圖 （二）：另存為dxf文件 （三）：將dxf文件導(dǎo)入軟件 （四）：基本參數(shù)設(shè)置 （五）：坡面參數(shù)設(shè)置 （六）：土層參數(shù)設(shè)置 （七）：水面參數(shù)設(shè)置： 7. 記錄程序運(yùn)行的結(jié)果。 （1）圖 （2） 計(jì)算結(jié)果 -計(jì)算項(xiàng)目： 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算 16-計(jì)算簡(jiǎn)圖控制參數(shù): 采用規(guī)范:碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL274-2001) 計(jì)算工期:穩(wěn)定滲流期 計(jì)算目標(biāo):安全系數(shù)計(jì)算 滑裂面形狀: 折線形滑面 不考慮地震坡面信息 坡面線段數(shù) 6 坡面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影(m

7、) 超載數(shù) 1 163.220 0.000 0 2 25.740 19.800 0 3 3.000 0.000 0 4 63.310 48.700 0 5 0.400 0.000 1 超載1 距離0.010(m) 寬0.400(m) 荷載(17.64-17.64kPa) 270.00(度) 6 7.600 0.000 1 超載1 距離0.200(m) 寬7.600(m) 荷載(17.64-17.64kPa) 270.00(度)土層信息 坡面節(jié)點(diǎn)數(shù) 7 編號(hào) X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 163.220 0.000 -2 188.960 19.800 -3 191.960

8、 19.800 -4 255.270 68.500 -5 255.670 68.500 -6 263.270 68.500 附加節(jié)點(diǎn)數(shù) 21 編號(hào) X(m) Y(m) 1 0.000 -135.508 2 498.449 -135.508 3 498.449 0.000 4 359.170 0.000 5 358.771 0.000 6 355.771 0.000 7 352.771 0.000 8 188.960 0.000 9 163.620 0.000 10 188.960 19.800 11 188.840 19.400 12 191.840 19.400 13 192.360 19.

9、800 14 255.670 68.500 15 255.271 68.500 16 191.960 19.800 17 203.810 19.800 18 256.870 68.500 19 259.870 68.500 20 262.870 68.500 21 263.271 68.500 不同土性區(qū)域數(shù) 7 區(qū)號(hào) 重度 飽和重度 粘聚力 內(nèi)摩擦角 水下粘聚 水下內(nèi)摩 十字板 強(qiáng)度增 十字板水 強(qiáng)度增長(zhǎng)系 全孔壓 節(jié)點(diǎn)編號(hào) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 長(zhǎng)系數(shù) 下值(kPa) 數(shù)水下值 系數(shù) 1 18.000 20.000 10.

10、000 38.000 7.000 35.000 - - - - - (-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,) 2 18.000 20.000 10.000 38.000 7.000 35.000 - - - - - (10,-1,9,11,12,13,14,15,16,) 3 20.500 22.000 25.000 45.000 20.000 41.000 - - - - - (11,9,8,17,13,12,) 4 22.000 23.000 10.000 40.000 8.000 37.000 - - - - - (18,7,6,19,) 5 21.500 23.000 10.

11、000 42.000 9.000 39.000 - - - - - (7,18,14,13,17,8,) 6 23.000 23.000 10.000 44.000 8.000 40.000 - - - - - (19,6,5,20,) 7 18.000 20.000 10.000 38.000 7.500 36.000 - - - - - (20,5,4,21,)水面信息 采用有效應(yīng)力法 孔隙水壓力采用近似方法計(jì)算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側(cè)靜水壓力 水面線段數(shù) 6 水面線起始點(diǎn)坐標(biāo): (252.000,65.000) 壩坡外水位: 20.000(m) 水面線號(hào) 水平投影(m) 豎直投影

12、(m) 1 1.000 0.500 2 2.000 1.000 3 3.000 1.000 4 4.000 1.000 5 5.000 1.000 6 6.000 0.500計(jì)算條件 穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo): 自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑面 穩(wěn)定分析方法: 簡(jiǎn)化Janbu法 土條寬度(m): 1.000 非線性方程求解容許誤差: 0.00001 方程求解允許的最大迭代次數(shù): 50 搜索有效滑面數(shù): 300 起始段夾角上限(度): 5 起始段夾角下限(度): 45 段長(zhǎng)最小值(m): 22.833 段長(zhǎng)最大值(m): 45.667 出口點(diǎn)起始x坐標(biāo)(m): -68.500 出口點(diǎn)結(jié)束x坐標(biāo)(m): 255.270 入

13、口點(diǎn)起始x坐標(biāo)(m): 0.000 入口點(diǎn)結(jié)束x坐標(biāo)(m): 263.270-計(jì)算結(jié)果:- 滑動(dòng)安全系數(shù) = 1.345 最危險(xiǎn)滑裂面 線段標(biāo)號(hào) 起始坐標(biāo)(m,m) 終止坐標(biāo)(m,m) 1 (191.966,19.804) (216.852,28.245) 2 (216.852,28.245) (252.533,53.549) 3 (252.533,53.549) (263.285,68.500)8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。 由該工程資料知該工程為三級(jí)工程，查SL274-2001知：正常運(yùn)行下的安全系數(shù)為1.30,。故此次計(jì)算結(jié)果為安全（1.3451.30）。五、總結(jié) 1.思考題 (1). 坡面起始點(diǎn)號(hào)和坡面線段數(shù)變化后，導(dǎo)入的工程斷面DXF圖會(huì)有什么不同？答：起始點(diǎn)號(hào)改變引起計(jì)算器是未知變化，破面線段數(shù)變化引起計(jì)算段改變。所得計(jì)算結(jié)果和計(jì)算位置不符。