水电上机实验报告正文

西华大学能源与环境学院上机实验报告西华大学能源与环境工程学院学生上机实验报告第1页共1页西华大学上机实验报告课程名称：水工建筑物（2）年级/专业：11级水利水电工程实验成绩：指导教师：张焕敏姓名：季林实验日期：2014.11.1实验名称：坝坡（或边坡）稳定分析软件应用学号：312011080801424实验学时：4一、实验目的1.通过上机实验，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。四、实验过程或实验数据1.工程名称：浙江应村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.坝体分区简述坝体堆石坝分区填筑，分层碾压，自上游至下游依次分为垫层区、过渡区、主堆石区和下游堆石区共4个主要填筑区。另在面板周边缝附近为特殊垫层区，施工滑膜坝顶高程435.1m以上设置坝顶静碾堆石填筑区，下游坝坡设坡面处理区。采用料场开采和溢洪道开挖石料，岩性为熔结凝灰岩。设计要求下游堆石区石料干抗压强度≥40MPa，软化系数≥0.7，其余堆填区石料干抗压强度≥60MPa，软化系数≥0.85。垫层区（2A区）：要求选用级配良好的新鲜、坚硬碎石料，水平宽度1.5m，铺筑层厚度40cm，最大粒径80mm，填筑干密度2.21g/cm³，孔隙率≤20%，小于5mm的细粒含量为29~44%，小于0.075mm的细粒含量≤8%，不均匀系数＞30，曲率系数为1~3。过渡区（3A区）：要求选用级配良好的加工碎石料，水平宽度3.5m，最大粒径300mm，填筑干密度2.18g/cm³，设计孔隙率≤22%，小于5mm的细粒含量为≤20%，小于0.075的细粒含量≤5%，不均匀系数＞6，曲率系数为1~3。主堆石区（3B区）：要求选用级配良好的碎、块石料，铺筑层厚度80cm，最大粒径600mm，填筑干密度2.08g/cm³，设计孔隙率≤24%，小于5mm的细粒含量为≤17%，小于0.075mm的细粒含量≤5%，不均匀系数≥8，曲率系数为1~3。下游堆石区（3C区）：要求选用一定级配的碎。块石料，铺筑层厚度80cm，最大块径800mm，填筑干密度2.06g/cm³，设计孔隙率≤25%，xiaoyu5mm的细粒含量为≤17%，小于0.075mm的细粒含量≤5%。特殊垫层区（2B区）：位于周边缝附近，近趾板处用小型振动工具压实，填筑层厚度小于20cm，最大粒径40mm，设计孔隙率≤19%，其余要求同垫层区。坝顶静碾压填筑区（3A1区）：位于滑膜临时坝顶高程435.1m以上，除坝顶路面由干砌条石和碎石构成外，主要由2A、3A、3B区料填成，铺筑层厚度40~60cm，最大粒径300mm，设计孔隙率≤24%，小于5mm的细粒含量为≤20%，小于0.075的细粒含量≤5%，不均匀系数＞6，曲率系数为1~3。坝体下游面护坡区（3D区）：厚30cm，下游坝坡分别在高程415m和395m处设置马道，宽2m。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。软件安装。安装了2010版AOTOCAD和理正岩土计算软件。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。绘制工程断面CAD图。根据老师提供的工程资料，运用AOTOCAD2010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。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。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。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。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。（7）.结果分析。详细记录程序操作步骤、数据及过程。（一）：浙江应村工程坝体横剖面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）图计算结果计算项目：复杂土层土坡稳定计算1[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9坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数1202.0970.0000227.30021.000032.0000.0000426.00020.000052.0000.0000619.50015.0000711.0508.500083.5000.0001超载1距离0.010(m)宽3.500(m)荷载(20.70--20.70kPa)270.00(度)91.5000.0001超载1距离0.010(m)宽1.500(m)荷载(20.70--20.70kPa)270.00(度)[土层信息]坡面节点数10编号X(m)Y(m)00.0000.000-1202.0970.000-2229.39721.000-3231.39721.000-4257.39741.000-5259.39741.000-6278.89756.000-7289.94764.500-8293.44764.500-9294.94764.500附加节点数8编号X(m)Y(m)1381.397-2.0002379.897-2.0003261.3970.0004289.39756.0005376.397-2.00060.000-237.5847745.273-237.5848745.273-2.000不同土性区域数5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122.50024.50010.00045.0009.00043.000(1,-9,-8,2,)220.50021.00015.00041.00014.00040.000(-5,-4,-3,-2,-1,3,4,-6,)323.00024.50016.00046.00015.50044.500(1,2,5,3,-1,0,6,7,8,)421.50023.00011.00043.0009.00042.000(2,-8,-7,5,)521.00022.50012.00040.0009.20039.500(5,-7,-6,4,3,)[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1水面线起始点坐标:(0.000,-10.000)坝坡外水位:0.000(m)水面线号水平投影(m)竖直投影(m)11.0000.500[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:摩根斯顿—普赖斯法土条宽度(m):1.000条间力函数类型:常量非线性方程求解容许误差:0.00001非线性方程组求解容许误差:0.00010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):21.500段长最大值(m):43.000出口点起始x坐标(m):-64.500出口点结束x坐标(m):289.947入口点起始x坐标(m):0.000入口点结束x坐标(m):294.947计算结果: 滑动安全系数=1.486 最危险滑裂面 线段标号 起始坐标(m,m) 终止坐标(m,m) 1 (202.102,0.003) (242.078,18.337) 2 (242.078,18.337) (278.808,45.171) 3 (278.808,45.171) (295.366,64.500)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（1.486＞1.30）。五、总结1.1.思考题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。

计算工况改变后，各参数设置时会有什么变化？答：工况改变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。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。总结上机的心得体会及收获。答：通过本次水工建筑物上机实验，基本了解了如何使用理正软件分析堆石坝边坡稳定的方法。但通过这次实验，我也发现自己对于cad软件的不熟悉，以及对理正的某些命令应用上和水面线的设置方法上以及在土层重度和黏聚力参数设置上存在一些问题。