斜心墙土石坝毕业设计开题报告Word格式.docx
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师
填表时间:
2014年3月5日
填表说明
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之
一。
2.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。
3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式,用A4纸打印。
4.参考文献不少于8篇,其中应有适当的外文资料(一般不少于2篇)。
5.开题报告作为毕业设计(论文)资料,与毕业设计(论文)一同存档。
设计(论文)
题目
土质斜心墙坝毕业设计
设计(论文)类型(划“/)
工程实际
科研项目
实验室建设
理论研究
其它
V
一、本课题的研究目的和意义
本次毕业设计是通过对虞江流域水文及地址资料进行分析,结合实际以及基本理论知识,设计可行的解决方案。
因为本流域大部分为山岭地带,山脉和盆地交错于其间,地形变化剧烈,流域内支流很多,但多为小的山区河流,地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层,岩石强度较低,汛期河流的含沙量较大,坝址附近分布有土料、石料和天然砂砾料,故应选择建造土石坝,可以利用当地的材料,节省成本提高效率;
斜墙坝的斜墙支撑在坝体上游面,可滞后坝体施工,二者相互干扰小,故在本流域采用土质斜心墙坝。
该土质斜心墙坝可有效改善当地环境和提高水资源利用效率,对当地经济发展也能起到一定的推动作用。
通过毕业设计的研究可以提高对所学知识的掌握,并提高对知识的运用能力和分析解决问题的能力,树立正确的思想掌握科学的设计方法,培养严谨的工作作风和务实的态度。
二、本课题的主要研究内容(提纲)
1.调洪演算
2.坝顶高程计算
3.渗流计算
4.大坝稳定分析
5.细部结构计算
6.施工组织计算
三、文献综述(国内外研究情况及其发展)
土石坝泛指由当地土料、石料或混合料,经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。
近代的土石坝筑坝技术自20世纪50年以后得到发展,并促成了一批高坝的建设。
目前,土石坝是世界大坝工程建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
一、土石坝的特点
土石坝在实践中之所以能被广泛采用并得到不断发展,与其自身的优越性是密不可分的。
同混凝土坝相比,它的优点主要体现在以下几个方面:
1、筑坝材料能就地取材,材料运输成本低,还能节省大量“三材”。
2、适应地基变形的能力强。
土石坝的散粒体材料能较好地适应地基的变形,对地基的要求在各种坝型中是最低的。
3、构造简单,施工技术容易掌握,便于机械化施工。
4、运用管理方便,工作可靠,寿命长,维修加固和扩建均较容易。
另一方面,同其它的坝型类似,土石坝自身也有不足的一面:
1、施工导流不如混凝土坝方便,因而相应地增加了工程造价。
2、坝顶不能溢流。
受散粒体材料整体强度的限制,土石坝坝身通常不允许过流,因此需在坝外单独设置泄水建筑物。
3、坝体填充工程量大,土料填筑质量受气候条件的影响大。
二、土石坝的类型
按施工方法的不同,土石坝可分为:
碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破坝、水力冲填坝和水中倒土坝,其中应用最广的是碾压式土石坝。
1、碾压式土石坝碾压式土石坝按坝体横断面的防渗材料及其结构,可划分为以下几种主要类型。
1)均质坝坝体绝大部分由一当种抗渗性能较好的土料筑成。
坝体整个断面
起防渗和稳定作用,不再设专门的防渗体。
均质坝结构简单,施工方便,当坝
址附近有适合的土料且坝高不大时可优先采用。
值得注意的是:
对于抗渗性能好的土料(如粘土),因其抗剪强度低,且施工碾压困难,在多雨地区受含水量影响则更难压实,因而高坝中一般不采用此种型式。
2)分区坝与均质坝不同,在坝体中设置专门起防渗作用的防渗体,采用透水性较大的砂石料作坝壳,防渗体多采用防渗性能好的粘性土,其位置可设在坝体中间(称为心墙坝)或稍向上游倾斜(称为斜心墙坝);
或将防渗体设在坝体上游或接近上游面(称为斜墙坝)。
心墙坝由于心墙设在坝体中部,施工时就要求心墙与坝体答题同步上升,因而两者相互干扰大,影响施工进度。
又由于心墙料与坝壳料的固结速度不同,心墙内易产生“拱效应”而形成裂缝;
斜墙的抗震性能和适应不均匀沉降的能力不如心墙。
斜心墙坝壳不同程度克服心墙坝斜墙坝的缺点,故我国154m高的小浪底水利枢纽即米用斜心墙型式。
3)人工防渗材料坝防渗体采用混凝土、沥青混凝土、钢筋混凝土、土工膜或其他人工材料制成,其余部分用土石料填筑而成。
防渗体设在上游面的称为斜墙坝(或面板坝),防渗体设在坝体中央的称为心墙坝。
采用复合土工膜防渗的
土石坝,坝坡可以设计得较陡,使土石工程量减小,从而降低工程造价。
这种坝施工方便工期短、受气候因素影响小,是一种很有发展前景的新坝型。
2、抛填式堆石坝抛填式堆石坝施工时一般先建栈桥,将石块从栈桥上距填筑面10~30n高处抛掷下来,靠石块的自重将石料压实,同时用高压水枪冲射,把细颗粒碎石冲填到石块间孔隙中去。
采用抛填式填筑成的堆石体孔隙率较大,所以在承受水压力后变形量大,石块尖角容易被压裂或剪裂,抗剪强度较低,在发生地震时沉降量更大。
随着重型碾压机械的出现,目前此种坝型已很少采用。
3、水力冲填坝借助水力完成土料的开采、运输和填筑全部工序而建成的坝。
典型的冲填坝是用高压水枪在料场冲击土料使之成为泥浆,然后用泥浆泵将泥浆经输泥管输送上坝,分层淤填,经排水固结成为密实的坝体。
这种筑坝方法不需运输机械和碾压机械,功效高,成本低;
缺点是土料的干容量较小,抗剪强度较
低,需要平缓的坝坡,坝体土方量较大。
4、水中倒土坝这种坝施工时一般在填土面内修筑围埂分成畦格,在畦格内灌水并分层填土,依靠土的自重和运输工具压实及排水固结而成的坝。
这种筑坝方法不需要有专门的重型碾压设备,只要有充足的水源和易于崩解的土料都可采用。
但由于坝体填土的干容量较低,故要求坝坡平缓,使得坝体工程量增大。
5、定向爆破坝在河谷陡峻、山体厚实、岩性简单、交通运输条件极为不方便的地区修筑堆石坝时,可在河谷两岸或一岸对岩体进行定向爆破,将石块抛掷到河谷坝址,堆筑起大部分坝体。
然后修整坝坡,并在抛填堆石体上加高碾压堆石体,直至坝顶。
最后在上游坝坡填筑反滤层、斜墙防渗体、保护层和护坡等,
故得名定向爆破坝。
三、土石坝的发展」
随着生产和经济的不断发展、人口的不断增长,水和电的需要量都在逐年增J加;
而科学技术和设计理论的提高,又为水利工程特别是特大型水利水电工程的J发展提供了有利条件,一大批的高坝大库型水利水电工程正在或已经兴建。
从国外看,近几年来大水库、大水电站和高坝在逐年增加,出现了一批库容在1000亿
m3以上的大水库,其中,最大的是乌干达的欧文瀑布,总库容为2048亿m3100m
以上的高坝,1950年以前仅42座,现今已建和在建的有400多座。
如此多的高坝大库,一旦失事,后果不堪设想。
]
土石坝是当今世界水利水电工程建设中最常见的一种坝型,也是世界水利水J电工程界发展最快的一种坝型。
全世界超过15询勺土石坝有3万多座,而在我国,」各种坝高的拦河坝有86000多座,其中土石坝占95%以上。
到目前为止,我国已建]库容在10万m©
上的水库达85000多座,高度在15m及以上的大坝有18600多座,其中土石坝占90%以上。
土石坝主要包括均质土坝、心墙坝和混凝土面板堆石坝等。
四、拟解决的关键问题
1•拟定枢纽工程泄洪方案,完成径流分析和调洪计算;
2.坝顶高程的确定;
3.大坝稳定性计算;
4.渗流分析。
五、研究思路和方法
首先,综合考虑水库总库容、防洪效益、灌溉面积、电站装机容量等确定此工程规模及级别、建筑物等级。
其次,根据水工建筑物洪水标准确定设计洪峰流量和校核洪峰流
量,确定泄洪方式。
进行坝型选择及枢纽布置,经过比较选择一条坝轴线,并进行稳定性分析,考虑自重、扬压力、空隙水压力等。
水工隧洞的选择应尽量选择直线的路线,选择较短距离的路线
六、本课题的进度安排
I-4周拟定枢纽工程泄洪方案,完成径流分析和调洪演算。
5-6周设计方案比较选择。
7-10周选定大坝、溢洪道、取水等建筑物。
II-12周完成CAD图纸
13-14周完成设计说明书编写
七、参考文献
1.张发中《碾压式土石坝设计规范》中华人民共和国国家发展和改革委
员会,2008
2.中国水利水电出版社《水工建筑物》沈长松王世夏2008
3.武汉大学袁光裕胡志根主编•《水利工程施工》(第5版)•北京:
中国水利水电出版社,2009.3
4.河海大学大连理工大学西安理工大学清华大学合编.《水工钢筋混凝土结构学》(第4版).北京:
中国水利水电出版社,2009.8
5.河海大学詹道江徐向阳陈元芳合编.《工程水文学》(第4版).北京:
中国水利水电出版社,2001.1
6.何俊仕林洪孝主编.《水资源规划及利用》.北京:
中国水利水电出版社,
2006.6
7.王世夏.水工设计的理论和方法【M】.北京;
中国水利水电出版社,2000
8.ChowVenTe.Open-ChannelHydraulics【M】.NewYork:
McGraw-HillBookCompany,1959
9.U.S.DepartmentoftheInteriorBureauReclamation.DesignofSmallDams.2ndEdition【M】.U.S.GovernmentPrintingOffice,1973
10.HydraulicEngineeringSpecialtyEnglish..【MlChinaWaterPowerPress.2006
指导教师意见
指导教师(签名):
所在系(所)意见
负责人(签章):
年月日
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