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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 水利水电工程建筑物授课教案章节名称第四章 水闸教学日期其次学期授课老师姓名职称授课时数 22 本章的教学目的与要求把握水闸的类型、 工作特点、 组成及各组成部分的作用; 把握水闸孔口设计的影响因素分析和运算方法; 把握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及相应的防止措施; 把握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流运算方法和防渗排水措施; 水闸的布置与构造; 在闸室稳固应力分析中, 重点从荷载计算、稳固应力分析方法等方面比较与重力坝的异同;结构运算内容及方法等方面的内容;授课主要内容及学时安排明白水闸布置与构造、 闸室把握水闸的类型、工
2、作特点、组成及各组成部分的作用(2 学时);把握水闸孔口设计的影响因素分析和运算方法(4 学时);把握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及相应的防止措施(4 学时);把握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流运算方法和防渗排水措施(6 学时);水闸的布置与构造( 2 学时);在闸室稳固应力分析中,重点从荷载运算、稳固应力分析方法等方面比较与重力坝的异同(2 学时);明白水闸布置与构造、闸室结构运算内容及方法等方面的内容(2 学时);重点和难点水闸的类型、 工作特点、 组成及各组成部分的作用, 水闸孔口设计的水闸孔口设计,如何不知谁炸的消能防冲设计,水闸的渗流运算,水闸的整体布置;摸索
3、题和作业名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1水闸按其承担的任务和结构形式分为哪些类型?水闸的工作特点如何?2水闸的组成部分及各组成部分的作用是什么?3水闸孔口设计的影响因素有哪些?如何确定?4水闸下游不利水流流态及相应的防止措施是什么?5何谓水闸地下轮廓线?其长度如何拟定?布置方式有哪些?6试述用“ 改进阻力系数法”运算闸底板下渗压力和渗透坡降的方法步骤;7试述水闸荷载运算和稳固应力分析方法与重力坝有何异同?8试述闸门、启闭机的分类与选型方法如何 . 9水闸两岸连接建筑物的型式有哪些 . 如何选用?10闸室结构运算
4、的内容有哪些 步骤?. 试述有限深的“ 弹性地基梁法” 的运算名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 水闸 第一讲 讲授第一节 41 水闸的类型和工作特点一、类型(一)概念 :水闸是一种利用闸门的启闭来调剂水位,掌握流量的低水 头水工建筑物;(二)进展 :公元前 6 世纪春秋时代,在位于今安徽寿县城南的芍陂灌 区中即设有进水和供水用的 5 个水门;世界上规模最大的水闸:荷兰木斯海尔德挡潮闸,共 63 孔,闸高 53m,闸身净长 3000m,闸全长 4425m;(三)按承担任务分类 :渍水区河流堤防拦河闸排水闸挡潮
5、闸海进水闸引冲沙闸分洪闸水泛区图 4-1 渠 滞洪洼淀水闸布置示意图1、进水闸 :建在河道、水库、湖泊岸边或渠道渠首的,用以掌握引水流量,以满意浇灌、发电或供水需要的闸;又称为取水闸或渠首闸;2、节制闸 :为了浇灌、通航等需要横跨河流或渠道上修建的,用以掌握闸 前水位及过闸流量的闸;位于河道上的节制闸又称为拦河闸;3、分洪闸 :建于泄洪才能不足的自然河道河段上游适当的地点,洪峰来临时开闸分泄一部分洪水进入湖泊、闸;凹地等滞洪区, 以减轻洪水对江河下游威逼的4、排水闸 :建在江河沿岸低凹地区排水渠道末端,用以在外河水位上涨时 防止外水倒灌, 外河水位较低时排除其邻近低凹地区积水的闸;特点:闸身高
6、,底板低,双向挡水;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5、冲砂闸 :建在多泥沙河流上,用以排除进水闸、节制闸或渠系中沉积泥 沙,削减引水水流含沙量,防止渠道和闸前河道淤积的闸; 一般建在进水闸一侧河道上与节制闸并排布置或设在引水渠上进水闸旁;6、挡潮闸 :建在入海河口邻近,涨潮时关闸防止海水倒灌入内河,退潮时开闸泄水,或者拦蓄淡水以利浇灌的闸;(四)按闸室结构型式分交通桥图 4-2 胸墙闸门填土闸门水闸闸室结构分类图a 无胸墙的开敞式;b 胸墙式; c 涵洞式1、开敞式:即水闸闸室是露天的,上面没有填土;胸墙式:适
7、用于上游水位较大而过闸流量不大的水闸;无胸墙式:适用于有泄洪、通航、排冰等要求的水闸;2、涵洞式:修建在河、渠堤之下的水闸;3、双层式:是一种分上下两层,分别装设闸门的结构,既具有面层泄 流才能,又具有底层泄流才能的闸室结构;(五)按过闸流量分 大()型 Q5000m 3/s 大()型 Q50001000m 3/s 中型 Q=1000100 m 3/s 小()型 Q=100 20 m 3/s 小()型 Q20 m 3/s (六)其他类型的水闸:翻板闸,橡胶水闸,装配式水闸等;二、水闸的特点及设计要求 1、工作特点名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 41 页精选学习资料 -
8、- - - - - - - - 1)沉降量和沉降差;2)冲刷 3)抗滑稳固 4)渗透稳固 2、设计应留意问题1)挑选合理的水闸形式和构造,实行合理施工程序,进行严格地基处理,保证闸与地基稳固;2)进行合理牢靠的防渗排水设计,确保渗透稳固;3)实行有效的消能防冲设施,确保水闸不发生冲刷破坏;三、水闸的组成图 4-3 开敞式水闸组成示意图1闸室底板;2闸墩; 3胸墙; 4闸门; 5工作桥; 6交通桥;7堤顶; 8上游翼墙;9下游翼墙;10护坦; 11排水孔;1、上游连接段12消力坎; 13海漫; 14防冲槽; 15上游铺盖 组成:翼 墙,铺盖,护底,防冲槽(齿墙),护坡; 作用:翼 墙:引导水流平
9、顺进闸,挡土,防冲,侧向防渗;铺 盖:防渗防冲;防冲槽:爱护护底首部,防止河床冲刷向护底方向进展;护坡护底:爱护河岸及河床不受冲刷;2、闸室段 组成:底板,闸墩,闸门,胸墙,工作墙,交通桥; 作用:底 板:承担闸室全部荷载,将荷载较匀称地传给地基,维护闸室抗滑稳固,防冲,防渗;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 闸 墩:分隔闸孔,支承闸门和桥梁;工作桥:布置启闭设备,操作闸门;闸 门:掌握水位,调剂流量;3、下游连接段组成:消力池,海曼,防冲槽,翼墙,护岸;作用:消力池:消能,防冲;海 曼:连续消余能,调整流速分布;
10、防冲槽:防止下游河床冲坑连续向上游进展;翼 墙:引导过闸水流匀称扩散,爱护两岸免受冲刷;四、水闸等级划分及洪水标准1、平原地区水闸工程等别表 4-1 平原区水闸枢纽工程分等指标规模大(1)大( 2)中型小( 1)小( 2)最大过闸流量(3 m型型型型50001000100 20 s)5000 1000 100 20 防护对象的重要性特殊重要中等一般重要2、灌排渠系上水闸建筑物级别表 4-2 灌排渠系建筑物级别划分4 5 1 2 3 过闸流量( m 3 s)30010020 5 水闸级别300 100 20 5 5 表 4-3 灌排渠系水闸的设计洪水标准4 1 2 3 设计洪水重现期100503
11、02010 ( a)50 30 20 10 3、消能防冲名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表 4-4 山区、丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准水闸级别1 2 3 4 5 闸下消能防冲设计洪水重现期100 50 30 20 10 ( a)名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 水闸其次讲 讲授其次节(上) 42 水闸孔口尺寸确定闸孔设计的任务: 依据规划的设计流量及相应上下游水位,确定闸孔形式、底板高程、闸孔尺寸,以满意泄水或引水要求;
12、一、闸孔和底板型式挑选1、闸孔形式开敞式(胸墙式,无胸墙式),封闭式(涵洞式)2、挑选原就 1 )闸坎高程较高, 挡水高度较小的泄洪闸或分洪闸以及有排冰、通航等要求的水闸,一般均采纳开敞式; 2 )闸坎高程较低,挡水高度较大的水闸,挡水高度高于洪水运用水位,或闸上水位变幅较大,且有限制过闸单宽流量的水闸均可采纳胸墙式或涵洞式;3、底板形式 1)宽顶堰底板 优点:结构简洁,施工便利,泄流稳固; 缺点:流量系数较小,易产生波状水跃; 适用:泄洪,冲沙,通航,排污,排冰等;rcR2LR2P45n X =h d y/kR1P 1R1=1.05 2.5P, R 2=46PL=68P,P=0.24 0.3
13、4Ha b c 名师归纳总结 图 4-4 低有用堰第 8 页,共 41 页a 梯形堰; b 驼峰堰; c WES 低堰- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2)低堰底板 优点:流量系数大,水流条件好,泄流才能强; 缺点:流态不稳固,结构复杂,施工难度较高; 适用:底板高程不够(水位较高);因地基较差需降低底板高程时;有拦沙要求时;二、设计流量和上下游水位 1、流量 1)拦河闸:设计洪水标准或校核洪水标准对应流量;2)进水闸:为渠道设计取水流量;3)排水闸:由后水运算确定;2、水位 0.10.3m;1)拦河闸:下游由水位流量关系曲线查,上游比下游高 2)进水
14、闸:下游由渠道水位流量关系曲线查,游比下游高 0.10.3m;3)排水闸:上游为滞洪区或排水渠摸排水设计流量对应水位,下游比上游 低 0.050.1m 左右;三、闸底板高程确定1、在地基强度满意要求的前提下,降低造价;2、拦河闸底板高程可与河底平齐;可定得高些,对大型水闸,应适当降低3、进水闸底板高程常等于或略低于渠底,但应满意引水及拦沙防淤要求;4、分洪闸底板高程可比河底略高些,防止洪水冲刷河床;但应满意最低分洪水位时的泄量要求及5、排水闸底板高程应尽量低,以满意排涝或排碱要求;6、受单宽流量的影响;四、过闸单宽流量的确定 1、影响因素:河床或渠道的地质条件,水闸上、下游水位差,下游尾水深
15、度等因素影响,兼顾泄洪才能和下游消能防冲两个方面;2、一般确定:名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对粘土地基可取15 25m 3( sm);壤土地基可取 1520m 3( s m);砂壤土地基可取 10 15m 3( sm);粉砂、细砂、粉土和污泥地基可取510m 3( s m);名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 水闸 第三讲 讲授其次节(下) 42 水闸孔口尺寸确定五、闸孔宽度的确定(具体介绍试算法) 1 、总宽度确定mQ确
16、定总净宽 B; bn 1)堰流:B 0符号按书2gH3/ 202)孔流:B 0 h eQ2gH02、单孔宽及闸室总宽度 1)单孔宽 大型 8 12m 中型 3 8m 小型 2 3m 2)闸孔数量: n =B0/ b0 6 孔以下取单数, 6 孔及以上取双数 3)闸室总宽度名师归纳总结 一般要求实际过流才能与设计过流量相差5第 11 页,共 41 页闸室总宽B=nb0+ n1 d+2d0(边墩)要求 B0.6 0.85B河(渠)B河(渠):河道或渠道宽度;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 水闸第四讲 讲授第三节(上) 43 水闸的消能防冲一、过闸
17、水流特点及闸下游冲刷缘由1)闸下水流流态复杂(流速大,紊动剧烈,水流从堰流到孔流,从自由出流到埋没出流都会发生);2)闸下易形成波状水跃;3)闸下简洁显现折冲水流;(翼墙布置不当,适用不当 )二、消能防冲设计的水利条件 1、消能方式 一般采纳底流消能 2、水力条件挑选 1)一般是以上游最高水位、下游始流水位为可能显现的最低水位、闸门 部分开启、单宽流量大为掌握条件;2)设计时应以闸门的开启程序、开启孔数和开启高度进行多种组合运算,通过分析比较确定;三、底流消能设计(一)消力池 1、作用 :促使出闸水流在池中发生埋没式水跃进行消能,并爱护地基免遭 冲刷;2、布置 :1)当闸下尾水深度小于跃后水深
18、时,可采纳下挖式消力池消能;2)当闸下尾水深度略小于跃后水深时,可采纳突槛式消力池消能;3)当闸下尾水深度远小于跃后水深时,且运算消力池深度又较大时,可采 用下挖式消力池与突槛式消力池相结合的综合消力池消能;4)当水闸上下游水位差较大,且尾水深度较浅时,宜采纳二级或多级消力 池消能;3、消力池尺寸确定名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 2gZ H oHoTohchsj6.9( h c趾墩0.2h3尾槛消力墩Hcd tLh 3LsLsjLj0.8h L图 4-6 消力池池长、池深运算示意图图 4-7 USBR 型
19、消力池布置1)深度:d0h c h sZh c)2)消力池长度:LsjLsLj3)、护坦底板厚度:依据抗冲,抗浮要求确定;抗冲:t 1k 1qHP m抗浮:t2k 2UWbt =max t 1,t 2 一般 t =0.51.0m 消力池末端底板厚度可采纳 0.3m;t /2 ,不宜小于 0.5m,小型水闸不宜小于4)、尾坎 :稳固水跃,调整铅直断面上的流速分布,促使水流匀称扩散,减小下游河床冲刷; 4、消力池构造 1)材料 2)排水孔 3)变形缝5、帮助消能工如消力墩,一般布置在消力池前半段护坦上,二至三排交叉排列名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 41 页精选学习资料
20、- - - - - - - - - 第四章 水闸第五讲 讲授第三节(下) 43 水闸的消能防冲四、波状水跃级折冲水流的防止措施1、波状水跃的防止措施Ca b图 4-8 波状水跃的防止措施a 在出流平台上设置小槛;b 将小槛做成分流墩、分流齿形1)在消力池斜坡段的顶部预留一段0.5 1.0m 宽的平台,在其末端设置一道小槛,见图 4-8a ,迫使水流越槛入池,促成底流式水跃;2)分流墩、分流齿形,见图4-8b ,就排除波状水跃的成效更好;如水闸底板为低有用堰型,有助于排除波状水跃的产生;2、折冲水流的防止措施 1)在平面布置上,尽量使上游引河具有较长的直线段,2)在消力池前端设置散流墩,对防止折
21、冲水流有明显成效;3)应制定合理的闸门开启程序;五、海漫及防冲槽 1、海漫1:101:20消力池水平段( 1/4 1/3L 浆砌石缓坡段干砌石抛石海漫 L防冲槽图 4-9 防冲加固措施1)作用:进一步削减水流剩余能量,使水流匀称扩散,爱护护坝和减小对 下游河床的冲刷;2)要求:名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1牢固耐冲,且能适应下游河床可能的冲刷变形,具有肯定的柔性;2为了使渗水自由排出,减小场压力,应具有肯定的透水性;3为了进一步消能,表面应具有较大的糙率;3)海漫长度运算:LpKSqsH K s:海曼长度运
22、算系数; H :闸孔泄水时的上下游水位差;qs:消力池末端单宽流量;4)海漫的构造 一般采纳整体向下游倾斜的型式,在平面上沿水流方向向两侧 逐步扩散,以使水流匀称扩散,爱护河床不受冲刷;2、防冲槽 主要作用:挖槽抛填块石,加固海曼末端,爱护海曼 六、上下游护坡及河床防护 上游: 23 倍水头长度护底及护坡 下游: 46 倍水头长度护底及护坡 七、闸门的掌握运用 主要满意以下要求:1)消力池长度在任何情形下都满意要求(埋没水跃);2)闸门应分级匀称对称开启与关闭;3)严格掌握始流条件下的闸门开度;4)、闸门开启与关闭速度尽量慢;名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 41 页精
23、选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 水闸第六讲 讲授第四节(上) 44 防渗排水设计一、闸基防渗长度及地下轮廓线布置(一)设计任务经济合理地确定水闸底下轮廓线的型式和尺寸;并实行必要的牢靠的防渗排水措施,以减小或排除渗流的不利影响,保证闸基及两岸不产生渗透破坏,保证水闸的安全;(二)闸基的防渗长度H04 512 6 78 10111316151 2 3149图 4-10 水闸地下轮廓线1、地下轮廓线:不透水的铺盖、板桩、及闸底板等与地基的接触线;2、防渗长度:即地下轮廓线的长度,又称渗径长度;(图 410)3、运算: LCH 排水条件粉 砂细 砂中 砂表 4-6 渗径系数C
24、 值轻粉质轻砂壤土粘土地基类别粗 砂中砾粗砾有反滤层13 9 9 77 5细砾夹砾石砂壤土壤土5 33 25 44 33 2.511 79 5无反滤层7 44 3按上式初步确定后,仍需经闸基的抗滑稳固验算及闸室稳固运算最终确定;(三)闸基防渗排水布置名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 布置原就:高防低排“ 高防” 就是在闸底板上游一侧布置铺盖、板桩、齿墙、混凝土防渗墙及 灌浆帷幕等防渗设施,以延长渗径,减小作用在底板上的渗透压力,降低闸基 渗流的平均坡降;“ 低排” 就是在闸底板下游一侧布置面层排水、排水孔(或排水
25、井)、反 滤层等设施,使地基渗水尽快排出 1、粘性土地基 (不易发生管涌)图 411(a)上游设防渗铺盖,下游出口处设反滤层 2、砂类土地基 (粉沙,轻砂壤土,轻粉质砂壤土 )(b)( c)( d)易产生渗漏及渗透变形;上游设铺盖加悬挂式板桩(防渗墙)相结合的布置方式,土层较薄时,设 截水墙或截流板桩;下游铺设良好级配的反滤层;3、多层土地基 :下游排水减压,必要时,设板桩截断夹砂层;(e)4、岩石地基 : 可依据需要在闸底板上游端设水泥灌浆帷幕,后设排水孔;H H 铺盖粘土a土反滤层河排水板桩b砂土海H砂土粉砂板桩排水粘cdH图 4-11 粘土排水减压井粘土砂土(透水层或含有承压水)e砂土水
26、闸地下轮廓线布置示意图二、渗流运算名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目的:运算底板及护坦下的渗透压力和渗透坡降,满意抗滑稳固和渗透稳固要求;判定初拟地下轮廓线是否运算方法:流网法、直线法、改进阻力系数法、有限元法、电模拟试验法;(一)直线法 1、原理:假定渗流沿地下轮廓线流淌时,其渗透水头是成直线比例逐步减 小的,即沿程渗透坡降的大小都是相同的;2、公式:勃莱法 h x=Hx/L hx:渗透压强莱茵法 hx=Hx/L; L0Lr+Lh/ 3L r:水平渗径L h:垂直渗径 * :将各点所求得的压强大小, 按肯定比
27、例标在闸底板面相应位置铅直线上,然后将相邻两点水头端点用直线连接,即得到作用于底板底面的渗透压力分布图;渗透压力分布见图412 a b 图 4-12 全截面直线分布法渗透压力运算图a 未设水泥灌浆帷幕和排水孔情形; b 设有水泥灌浆帷幕和排水孔情形(二)改进阻力系数法 优点:比较充分地考虑了渗流在边界条件变化处的水头缺失,故运算结果精 度较高;1、 基本原理名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 457H811241 hh 23 h766 h5 h9 h 88h711 109 h10 h0 T 实Te S 2 3
28、106 94 h5运算深 Lo3度线1a b 图 4-13 改进阻力系数法渗透压力运算图h iT 如图 4-13 (a),由达西定律:渗流区单宽流量为:qkL令 =L/T hqK令LTi,就得h iiqk式中i 为渗流段阻力系数,与渗流段的几何外形有关;k地基土的渗透系数,ms;总水头 H应为各段水头缺失的总和,即Hinhiin1iqqin1iqkH/in1iiH/in1i1kk将式 4-23 代入式 4-22 得各段的水头缺失为:h i将各段的水头缺失由出口向上游方向依次叠加,即得各段分界点的渗压水头及其它渗流要素; 以直线连接各分段运算点的水头值,即得渗透压力分布图,见图 4-13b ;2
29、、运算步骤1)确定地基有效深度Te(从各等效渗流段地下轮廓最高点垂直向下算起的地基透水层有效深度);可按以下公式运算:当 L0S05 时Te0 .5L0m;当 L0S05 时Te.1 65L02L 0S 0式中 L0、S0地下轮廓的水平投影及垂直投影长度,当运算的 Te 大于地基实际深度时,Te值应按地基实际深度采纳;名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2)典型流段阻力系数的运算;一般水闸地基渗流段可归纳为三种典型流段,即进出口段,图 4-13 中的、段;内部垂直段,图 4-13 中的、段;内部水平段,图 4-13
30、 中的、段;每段的阻力系数 i ,可按表 4-7 中的公式确定;表 4-7 典型流段阻力系数运算表3)对进、出口段水头缺失值和渗透压力分布图进行局部修正,进、出口段修正后的水头缺失值可按以下公式运算(如图 4-14 (a)所示)、表 4-17 图 4-14 进、出口段渗压修正示意图nh01.h 012Th0i1ih0 .0592121S2TT 阻力修正系数,当运算的 1.0 时,采纳 1.0 ;名师归纳总结 S 底板埋深与板桩入土深度之和,m;J 值第 20 页,共 41 页T 板桩另一侧地基透水层深度,m;表 4-8 出口段和水平段的答应渗流坡降地基类别- - - - - - -精选学习资料
31、 - - - - - - - - - 分段粉 砂细 砂中砂粗砂中砾粗砾砂壤土壤土软壤土坚硬粘极坚硬细砾 夹砾石 土 粘土水平段 0.05 0.07 0.10 0.13 0.17 0.22 0.15 0.25 0.30 0.40 0.50 0.07 0.10 0.13 0.17 0.22 0.28 0.25 0.35 0.40 0.50 0.60 出口段 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 注: 当渗流出口处设反滤
32、层时,表中数值可加大 30;修正后的水头缺失的减小值 h 可按下式运算:h 1 h 0水力坡降呈急变形式的长度 L x可按下式运算:L x hTH nii 1出口段渗透压力分布图可按图 4-14b 方法进行修正; QP 为原有水力坡降,由运算的 h 和 L x值,分别定出 P 点和 O点,连接 QOP,即为修正后的水力坡降线;图 4-15 进、出口段齿墙不规章部位修正示意图进、出口段齿墙不规章部位可按以下方法进行修正(图 4-15 ):当 hx h 时,按下式修正:h xhx h 式中 hx 、hx水平段和修正后水平段的水头缺失,m;当 hx h 时,可按以下两种情形分别进行修正:名师归纳总结
33、 如 hxhy h,可按下式进行修正: hx2hx第 21 页,共 41 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - h yhy h hx名师归纳总结 式中 hy 、h y内部垂直段和修正后内部垂直段的水头缺失,m;第 22 页,共 41 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 水闸第七讲 讲授第四节(中) 44 防渗排水设计注:具体讲解闸基的防渗运算【例 4-1 】 某水闸地下轮廓线如图4-16a 所示;依据钻探资料知地面以下 12m深处为相对不透水的粘土层;用改进阻力系数法运算渗流要素;解:1. 简化地下轮廓:
34、简化后地下轮廓如图 本段;4-16b 所示,划分 10 个基2确定地基的有效深度:由于 L00.5 12.25 10.25 1.0 24m,S025.5 205.5m,L0S0 4.36 5,按公式 4-26 得 Te13.36 Tp12.0m,故按实际透水层深度 T Tp12.0m,进行渗流运算;3运算各典型段阻力系数: 按各典型段阻力系数运算公式运算,见表 4-9 ;4运算各段水头缺失:按公式(4-24 )运算各段水头缺失,列于表 4-10 ;5进、出口段水头缺失修正图 4-16 某水闸地下轮廓线布置及渗流运算图表 4-9 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 41 页
35、精选学习资料 - - - - - - - - - 分段编号分段名称Sm S1m S2m Tm Lm i进口段1.0 0 0 12 0.5 0.477 水平段11 0.045 内部铅直段0.6 0.6 5.1 11.6 12.25 0.052 水平段11.6 0.712 内部铅直段5.1 4.5 0.5 11.6 10.25 0.479 内部铅直段4.5 11.0 0.441 水平段11.0 0.614 内部铅直段0.5 0 0 11.0 1.0 0.045 水平段10.5 0.095 出口段0.6 11.1 0.460 总和3.420 表 4-10 分段编号hi0.620.050.060.93
36、0.630.580.800.050.120.605 8 9 8 7 0 1 8 9 5 注: 总水头 H=30 25.5 4.5m (1)进口段水头缺失修正:已知T=12111m,T=12m,S=1.0m,按式( 4-28 )运算得 0.629 1.0 ,就进口段修正为h010.628 0.629 0.395m;水头缺失减小值 h0.628 0.395 0.233m,因( hx2hy3)0.0590.068 0.127 h,故第、段分别按式4-34 、4-35 修正: h x22hx22 0.059 0.118m,h y32hy3 2 0.068 0.136m,h x4hx4 h(hx2hy3
37、) 0.937+0.233 ( 0.059 0.068 ) 1.043m;(2)出口段水头缺失修正:已知T=10.5m,T=11.1m,S=0.6m,按式(4-28 )运算得 0.516 1.0 ,就出口段修正为h 0100.605 0.516 0.312m;水头缺失减小值 h0.605 0.312 0.293m,因( hx9hy8)0.1250.059 0.184 h,故第、段分别按式4-34 、4-35 修正: h x92hx92 0.125 0.250m,hy82hy8 2 0.059 0.118m,hx7hx7 h(hx9hy8) 0.808+0.293 ( 0.125 0.059 ) 0