阻力系数法研究-水利施工-筑龙水利工程论坛

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wnb998

发表于2006-01-17 | 只看该作者

楼

2

图2 典型段示意图
?各段阻力系数的计算查《水闸设计规范》61～62页可知：
Ⅰ进口段：
式中，S――齿墙的入土深度
????? T――地基透水层厚度
Ⅱ水平段
式中，L――水平段长度
????? S1，S2――分别为水平段两端的板桩或齿墙的入土深度
????? T――地基透水层厚度
Ⅲ铅直段
式中，S――齿墙的入土深度
????? T――地基的透水层深度
2.4水头损失计算
各分段水头损失值的计算公式如下：
?????????? ???????????????????????????????????????????
式中：―各分段水头损失值（m）；
????? ―各分段的阻力系数；
????? n―总的分段数目
2.5进出口的修正计算
修正系数可按《水闸设计规范》第63页公式计算：
图3 进出口修正
?
??????????????????????????????????????????????
????? ???

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wnb998

发表于2006-01-17 | 只看该作者

楼

3

式中，―进出口段修正后的水头损失值（m）；
―进出口段水头损失值（m）；
????? ―阻力修正系数，当计算的1时，采用=1；
―底板埋深与板桩入土深度之和（m）；
???? ????? ―板桩另一侧地基透水层深度（m）；
修正后水头损失的减小值，可按下面的公式计算：
???? ―为修正后的水头损失的减小值
? 当水力坡降呈急变形式的长度可按下面的公式计算
???? ?
式中：―水力坡降呈急变形式的长度（m）
2.6修正计算
进出口齿墙不规则部位可按下面的方法进行修正
图4 进出口齿墙修正
A.当时，可按下面的公式进行修正计算：

式中：―水平段的水头损失值（m）；
????? ―修正后的水平段的水头损失值(m)
B.当时，可按下面两种情况分别进行修正计算
1）.当时，可按下面的公式进行修正

式中：―内部垂直段的水头损失值（m）；
????? ―修正后的内部垂直段水头损失值(m)
2）.若，可按下面的公式进行修正：

式中：―修正前CD段的水头损失值（m）;

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wnb998

发表于2006-01-17 | 只看该作者

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4

―修正后的CD段水头损失值（m）
2.7各角隅点的渗透水头及稳定性计算
???????
闸基渗透稳定的计算要求验算出口段的渗透坡降值。
由《水闸设计规范》第65页可知：
????? 出口段渗流坡降值按公式：
?????????? ???????????????????????????????????????????????
式中，―修正后的出口损失值；
????? ―出口段底下轮廓的垂直长度
―出口段允许的渗透坡降，由《水闸设计规范》第23页查得=0.6～0.7
同时也必须对水平段的渗透坡降进行验算。
3程序使用说明
3.1主窗体的运行
??? 当程序运行时首先会看见下面的界面。这是整个程序的主窗体，后面还有其他的子窗体。
此界面有如下几按钮，单击文件按钮，会弹出下面两个按钮，一个是开始按钮，另一个是结束按钮。下面分别介绍其作用。
单击开始按钮，会开始整个程序运行，接这会弹出另一个窗体（即子窗体）。然后按照下面的介绍一步一步的往下面运行。
单击结束按钮，会结束整个程序的运行。
图5 主窗体界面
3.2子窗体的运行
?? ?????????在进入子窗体后，会出现下面的界面,界面上有五个按钮，分别是输入控制点坐标、计算、输出计算结果、生成CAD图形、结束。按照下面的顺序依次进行操作。
?? 首先在文本框中输入要求的数据，数据的意思见右边的图形说明，单位为m.其中上游水位和下游水位均是相对于统一个参照坐标系。允许渗透坡降要求按规范查得，地下轮廓线的控制点的选择和底板控制点的选择按照图形的顺序来，在其中遇到有板桩时，底板的起点是如图的第11点，终点是n点，并且两者的顺序应保持一致。
?必须注意的是在输入控制点的坐标前必须先将地下轮廓线简化为只含有三种典型图的形式，即轮廓线只能含有进出口、水平段和铅直段。
单击输入控制点坐标按钮，会弹出一个列表框，在列表框上检查并修改控制点的坐标，当确认输入的控制点坐标无误后在单击计算按钮。在此值得注意的是，坐标的原点一般选在入土的第一点也就是地下轮廓线的第一点。X轴的方向是沿着铺盖方向（在图上面是向右），Y轴的方向是指向不透水层（在图上面是向下的）。

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wnb998

发表于2006-01-17 | 只看该作者

楼

5

图6 子窗体的主界面
单击计算按钮后，弹出提示对话框，告诉用户计算结束，可以执行下一步了。
单击输出计算结果按钮后，会弹出对话框，让用户自己选择计算结果的处理方式，可以是保存计算结果到其他地方，也可以是打开计算结果（如果用来保存计算结果的文件已经建立）。
单击生成CAD图形按钮会自动生成图形，在cad里面用户可以根据需要来调整图形的大小等一些属性指标。
单击结束按钮后，会退出整个程序的运行。
下面分别是按输入控制点坐标和输出计算结果两个按钮后在窗体上显示的图形式样。
其中图7为?? 按输入控制点坐标后的界面
图8为?? 按输出计算结果后的界面
????????????????? 图7按“输入控制点坐标”后的图形
?????????? 图8? 按“输出计算结果”后的界面
4.程序的实例演示
已知一底板的地下轮廓线如程序右边的地下轮廓线。其中地下轮廓控制点的数目为17个.
控制点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
X坐标 0 0 0.7 0.7 9.3 9.3 10 10 10.75 10.75
Y坐标 0 1 1 0.4 0.4 1 1 2.1 2.1 6
控制点号 11 12 13 14 15 16 17
X坐标 10.75 11.5 11.5 19.5 19.5 20.5 20.5
Y坐标 2.1 2.1 1.3 1.3 2.1 2.1 1.55

上游水位Hs=104.75m; 下游水位Hx=100m; 底板高程Hd=100m
闸底板的起点号num1=11; 闸底板的终点号num2=17
?地基不透水层的实际深度t1=9.5m
进口段参数，S=1m,T=9.5m
出口段参数，S=0.55m,T=7.95m
水平段允许坡降；出口段允许坡降
将所有的条件按要求填到程序里面.
可以输出如下的结果
*********************************************************************
??????????????????????????? 计算书
*********************************************************************
??????????????????????????? 原始数据
*********************************************************************
上下游水头差h0=4.75(m)????????????????? 控制点数目n=17.00

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wnb998

发表于2006-01-17 | 只看该作者

楼

6

实际深度T=9.50(m)
-------------------------------------------------------------------------------------------------
控制点点号?????????????? x坐标?????????????? y坐标
1????????????????????? 0.00????????????????? 0.00
2????????????????????? 0.00????????????????? 1.00
3????????????????????? 0.70????????????????? 1.00
4????????????????????? 0.70????????????????? 0.40
5????????????????????? 9.30????????? ????????0.40
6????????????????????? 9.30????????????????? 1.00
7????????????????????? 10.00???????????????? 1.00
8????????????????????? 10.00???????????????? 2.10
9????????????????????? 10.75???????????????? 2.10
10???????????????????? 10.75?????????????? ??6.00
11???????????????????? 10.75???????????????? 2.10
12???????????????????? 11.50???????????????? 2.10
13???????????????????? 11.50???????????????? 1.30
14???????????????????? 19.50???????????????? 1.30
15???????????????????? 19.50???????????????? 2.10
16????????????????????? 20.50????????????????? 2.10
17????????????????????? 20.50????????????????? 1.55
-------------------------------------------------------------------------------------------------
上游水位高程Hs=104.75(m)????????????????? 下游水位高程Hx=100.00(m)
出口段允许坡降[j]=0.70????????????????? 水平段允许坡降[j]=0.80
闸底板的起点号num1=11.00????????????????? 闸底板的终点号num2=17.00
*********************************************************************
??????????????????????????? 计算结果
*********************************************************************计算深度Tc=9.50
底板水平投影长度s=6.00(m)????????????????? 底板垂直投影长度l=20.50(m)
-----------------------------------------------------------------------------------------------
??????????????????????????? 水头损失及阻力系数(m)
----------------------------------------------------------------------------------------------
典型段段号???? 阻力系数ξ????? 修正前水头损失h1???? 修正后水头损失h2
1????????????????? 0.49????????????????? 0.46????????????????? 0.32
2????????????????? 0.08????????????????? 0.08????????????????? 0.15
3?????????? ???????0.07????????????????? 0.06????????????????? 0.12
4????????????????? 0.85????????????????? 0.80????????????????? 0.80
5????????????????? 0.07????????????????? 0.06????????????????? 0.06
6????????????????? 0.01????????????????? 0.01????????????????? 0.01
7????????????????? 0.13????????????????? 0.12????????????????? 0.12
8????????????????? 0.27????????????????? 0.25????????????????? 0.25
9????????????????? 0.60????????????????? 0.56????????????????? 0.56
10???????????????? 0.60????????????????? 0.56?? ???????????????0.56
11???????????????? 0.27????????????????? 0.25????????????????? 0.25
12???????????????? 0.10????????????????? 0.09????????????????? 0.09
13???????????????? 0.84????????????????? 0.79????????????????? 0.79
14???????????????? 0.10???????? ?????????0.09????????????????? 0.15
15???????????????? 0.14????????????????? 0.13????????????????? 0.25
16???????????????? 0.47????????????????? 0.44????????????????? 0.25
----------------------------------------------------------------------------------------------
?????????????? 闸底板的渗透水头、浮托力水头及扬压力水头(m)
----------------------------------------------------------------------------------------------
典型点点号???????? 渗透水头????????? 浮托力水头???????? 扬压力水头
11????????????????? 1.79?????????????? 6.85?????????????? 8.64
12????????????????? 1.53?????????????? 6.85?????????????? 8.38
13????????????????? 1.44?????????????? 6.05?????????????? 7.49
14????????????????? 0.66?????????????? 6.05?????????????? 6.71
15????????????????? 0.51?????????????? 6.85?????????????? 7.36
16? ????????????????0.25?????????????? 6.85?????????????? 7.10
17????????????????? 0.00?????????????? 6.30?????????????? 6.30
----------------------------------------------------------------------------------------------
出口渗透坡降??????? 0.46
第11水平段渗透坡降?????? 0.33
第13水平段渗透坡降?????? 0.10
第15水平段渗透坡降?????? 0.25
5.分析及其他
在程序设计中，考虑到在用改进阻力系数法计算时，由于每个人的简化方法不同，

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