水工建筑物实验报告.docx
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水工建筑物实验报告.docx
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水工建筑物实验报告
西华大学上机实验报告
课程名称:
水工建筑物
(2)
年级/专业:
水利水电工程
实验成绩:
指导教师:
姓名:
实验日期:
实验名称:
坝坡(或边坡)稳定分析软件应用
学号:
实验学时:
4
一、实验目的
1.通过实验,掌握一种工程实践中常用的坝坡(或边坡)稳定分析软件的应用方法。
2.熟悉坝坡(或边坡)稳定分析步骤,判断坝坡(或边坡)的稳定性,并得出其稳定安全系数。
3.掌握各种参数对坝坡(或边坡)稳定性的影响,以便于今后的设计或施工工作中更好地进行稳定控制,保证坝坡(或边坡)的安全。
二、实验内容或设计思想
根据指导老师提供的面板堆石坝或土石坝相关工程资料,应用理正边坡软件对坝坡进行稳定分析验证,并对实验结果进行分析。
三、实验环境与工具
实验平台:
Windows系统操作平台。
软件:
理正、AutoCAD。
四、实验过程或实验数据
1.工程名称:
湖北小溪口工程坝体下游边坡稳定分析。
2.坝型:
面板堆石坝
3.坝体标准剖面图(经镜像处理后)
4.坝体分区简述
根据坝体标准剖面,从上游到下游依次分为混凝土面板、垫层、过渡层、堆石区、下游护坡、堆石排水棱体等。
垫层料位于混凝土面板下面,根据面板坝对垫层料的要求:
半透水性、高渗透稳定(并有自愈功能)、低压缩性、高抗剪强度及对细砂起反滤作用,设计垫层料水平宽度为3m。
垫层料应为连续级配,最大粒径为75mm,小于5mm含量占30%~40%。
垫层料是经过两种方式获得的:
其一,由河床天然砂砾石掺20%人工砂所得;其二,料场石料经加工,并适当掺配而得。
现场试验证明,这两种方式所得到的垫层料其压实干容重23kn/m^3,孔隙率15%,渗透系数0.001cm/s。
过渡料水平宽为3m,垫层料与过渡料以相同厚度平起并同时碾压。
为保证过渡料的反滤作用,确保各接触面的施工质量,必须按先铺粗料,清理合格后再铺细料的顺序施工。
垫层料和过渡料接触界面上大于300mm颗粒必须清除。
主堆石对面板起支撑作用,因此要求具有足够的密度和必要的变形模量,以减少其变形量。
铺层厚度0.8~1.0m,最大粒径600mm,<5mm含量10%~15%,填筑干密度21.5kn/m^3,孔隙率23%。
5.详细记录实验过程内容,以及操作过程中出现的问题及解决方法。
(1).软件安装。
安装了2013版AutoCAD和理正岩土计算软件。
(2).熟悉工程资料。
根据老师提供的资料,熟读资料,了解工程构造,熟悉工程数据等。
(3).绘制工程断面CAD图。
根据老师提供的工程资料,运用AutoCAD2013版绘制工程断面CAD图。
在此做到数据、比例等与资料完全相同,要特别注意各土层的分界线必须绘制完整。
(4).完成工程断面DXF图的绘制。
将以上绘制的工程断面CAD图保存为DXF格式的文件。
(5).导入DXF图。
打开理正岩土计算软件,并导入DXF图。
将DXF图导入软件时,坡面线起始点号和坡面线段数一定要输入正确。
(6).将DXF图导入后,在“辅助功能”里进行“镜像”,并保存文档,然后再读取此文档进行分析。
(7).结合实际工程参数设置基本参数、设置坡面参数、设置土层参数、设置渗流参数。
1、面板堆石坝各个分区的压实后天然容重一般在20~22.5KN/m3,
垫层区的容重一般大于过渡区,
主堆石区容重略小于过渡区,
主堆石区容重一般又大于次堆石区。
2、浸润线以下的饱和容重一般比其天然容重要大1.5~2KN/m3。
3、各分区的内摩擦角一般在35°~46°左右。
4、一般垫层、过渡层、主堆石区的凝聚力C值取C=0~10kpa,次堆石区的凝聚力C视填料性质一般取C=10~150kpa。
(8).结果分析。
4、
6.详细记录程序操作步骤、数据及过程。
(一):
湖北小溪口工程坝体横剖面cad图
(二):
另存为dxf文件
(三):
将dxf文件导入软件
(四):
基本参数设置
(五):
坡面参数设置
(六):
土层参数设置
(七):
水面参数设置:
7.记录程序运行的结果。
(1)图
(2)计算结果
------------------------------------------------------------------------
计算项目:
复杂土层土坡稳定计算16
------------------------------------------------------------------------
[计算简图]
[控制参数]:
采用规范:
碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)
计算工期:
稳定渗流期
计算目标:
安全系数计算
滑裂面形状:
折线形滑面
不考虑地震
[坡面信息]
坡面线段数6
坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数
1163.2200.0000
225.74019.8000
33.0000.0000
463.31048.7000
50.4000.0001
超载1距离0.010(m)宽0.400(m)荷载(17.64--17.64kPa)270.00(度)
67.6000.0001
超载1距离0.200(m)宽7.600(m)荷载(17.64--17.64kPa)270.00(度)
[土层信息]
坡面节点数7
编号X(m)Y(m)
00.0000.000
-1163.2200.000
-2188.96019.800
-3191.96019.800
-4255.27068.500
-5255.67068.500
-6263.27068.500
附加节点数21
编号X(m)Y(m)
10.000-135.508
2498.449-135.508
3498.4490.000
4359.1700.000
5358.7710.000
6355.7710.000
7352.7710.000
8188.9600.000
9163.6200.000
10188.96019.800
11188.84019.400
12191.84019.400
13192.36019.800
14255.67068.500
15255.27168.500
16191.96019.800
17203.81019.800
18256.87068.500
19259.87068.500
20262.87068.500
21263.27168.500
不同土性区域数7
区号重度饱和重度粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩十字板τ强度增十字板τ水强度增长系全孔压节点编号
(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)(kPa)长系数下值(kPa)数水下值系数
118.00020.00010.00038.0007.00035.000---------------(
-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,)
218.00020.00010.00038.0007.00035.000---------------(
10,-1,9,11,12,13,14,15,16,)
320.50022.00025.00045.00020.00041.000---------------(
11,9,8,17,13,12,)
422.00023.00010.00040.0008.00037.000---------------(
18,7,6,19,)
521.50023.00010.00042.0009.00039.000---------------(
7,18,14,13,17,8,)
623.00023.00010.00044.0008.00040.000---------------(
19,6,5,20,)
718.00020.00010.00038.0007.50036.000---------------(
20,5,4,21,)
[水面信息]
采用有效应力法
孔隙水压力采用近似方法计算
不考虑渗透力作用
考虑边坡外侧静水压力
水面线段数6水面线起始点坐标:
(252.000,65.000)
坝坡外水位:
20.000(m)
水面线号水平投影(m)竖直投影(m)
11.0000.500
22.0001.000
33.0001.000
44.0001.000
55.0001.000
66.0000.500
[计算条件]
稳定计算目标:
自动搜索最危险滑面
稳定分析方法:
简化Janbu法
土条宽度(m):
1.000
非线性方程求解容许误差:
0.00001
方程求解允许的最大迭代次数:
50
搜索有效滑面数:
300
起始段夹角上限(度):
5
起始段夹角下限(度):
45
段长最小值(m):
22.833
段长最大值(m):
45.667
出口点起始x坐标(m):
-68.500
出口点结束x坐标(m):
255.270
入口点起始x坐标(m):
0.000
入口点结束x坐标(m):
263.270
------------------------------------------------------------------------
计算结果:
------------------------------------------------------------------------
滑动安全系数=1.345
最危险滑裂面
线段标号起始坐标(m,m)终止坐标(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.实验结果分析。
由该工程资料知该工程为三级工程,查SL274-2001知:
正常运行下的安全系数为1.30,。
故此次计算结果为安全(1.345>1.30)。
五、总结
1.思考题
(1).坡面起始点号和坡面线段数变化后,导入的工程断面DXF图会有什么不同?
答:
起始点号改变引起计算器是未知变化,破面线段数变化引起计算段改变。
所得计算结果和计算位置不符。
(2).计算工况改变后,各参数设置时会有什么变化?
答:
可能引起同一位置重度,粘聚力,和内摩擦角不同,设置参数时以浸润线为准,浸润线以上是干重度,以下是饱和重度。
(3).上下滑点的位置可以判断导入的DXF图是否正确吗?
答:
可以判断导入的DXF图是否正确。
2.总结上机的心得体会及收获。
答:
通过本次上机实验,了解了如何使用理正软件分析堆石坝边坡稳定。
通过这次实验,我也发现自己对于理正的某些命令的应用存在一些问题。
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