[发明专利]倒“T”形窄深式闸坝基础制做方法

摘要

本发明涉及一种闸坝基础制做方法，具体为一种倒“T”形窄深式闸坝基础制做方法。其特点是：它包含水位(1)、坝(2)、地面线(3)、竖直基础(4)、底板(5)，其特征在于：在地面线(3)以上建坝(2)、地面线(3)以下建竖直基础(4)，与竖直基础(4)垂直建底板(5)，成为倒“T”形窄深式闸坝基础。倒“T”形窄深式闸坝基础的技术参数由下面给出：a、水压力计算：各点处水头如下：A点p₀＝0；B点性计算：(1)竖向力γ′tB＋G＝1/2(P_min＋P_max)B_i。

主权项

1、一种倒“T”形窄深式闸坝基础制做方法，它包含水位(1)、坝(2)、地面线(3)、竖直基础(4)、底板(5)，其特征在于：在地面线(3)以上建坝(2)、地面线(3)以下建竖直基础(4)，与竖直基础(4)垂直建底板(5)，成为倒“T”形窄深式闸坝基础；倒“T”形窄深式闸坝基础的技术参数由下面给出：a、水压力计算：各点处水头如下：A点 p0＝0B点$P_1=t+\frac{\mathrm{th}}{2t+B}$ C点$p_2=t+\frac{(t+B)h}{2t+B}$ D点 p3＝hb、稳定性计算：(1)竖向力${\gamma }^{\prime }\mathrm{tB}+G=\frac{1}{2}(P_{\min }+P_{\max })B_i$ 根据∑Y＝0，可得：上式中，G为倒“T”形桩重，可忽略； Pmax＝1.2f，f为地基承载力若2γ′·t/Pmax≤1，则Pmin＝0，Bi＝2γ′·tB/Pmax (5-1) 否则Bi＝B，Pmin＝2γ′·t-Pmax (5-2)由此可以确定Bi和Pmin。(2)横向力冰压力 Pb＝p·de 方向向下游水压力$P_1=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{h}^2$ 方向向下游$P_2=\frac{1}{2}(h+\frac{\mathrm{Bh}}{2t+B}){\gamma }_{\omega }t$ 方向向下游土压力$E=\frac{1}{2}k{\gamma }^{\prime }·t^2$ 方向向上游摩擦力 F＝f(Btγ′+G)，忽略G，得F＝fBtγ′ 方向向上游根据∑X＝0，可得：$P_b+\frac{{\gamma }_{\omega }{h}^2}{2}+\frac{{\gamma }_{\omega }t}{2}(h+\frac{\mathrm{Bh}}{2t+B})-\frac{{\gamma }^{\prime }·k{t}^2}{2}-\mathrm{fBt}{\gamma }^{\prime }=0$ 令$f_1=P_b+\frac{{\gamma }_{\omega }{h}^2}{2}+\frac{{\gamma }_{\omega }t}{2}(h+\frac{\mathrm{Bh}}{2t+B})-\frac{{\gamma }^{\prime }·k{t}^2}{2}-\mathrm{fBt}{\gamma }^{\prime }---(5-3)$ 式中，$k=K_p-K_a={\mathrm{tg}}^2(45+\frac{\phi }{2})-{\mathrm{tg}}^2(45-\frac{\phi }{2})$ φ为内摩擦角；γω为水的容重，γ′为土的浮容重； t为桩在土中埋深，B为桩底板宽；Pb为冰压力。(3)弯矩设顺时针为正，逆时针为负，并以底板中心为弯矩中心。则：冰压力产生的弯矩mb＝Pb·(h+t)水压力产生的弯矩$m_1=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{h}^2(t+\frac{h}{3})$ $m_2=\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bht}}{2t+B}·\frac{t}{2}+(h-\frac{\mathrm{Bh}}{2t+B})t\frac{2t}{3}{\gamma }_{\omega }\frac{1}{2}$ $m_3=-\frac{1}{3}·\frac{B}{2}·\frac{1}{2}·\frac{B}{2}·\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}}{2(2t+B)}$ 土压力产生的弯矩$m_s=-\frac{1}{2}k{t}^2·{\gamma }^{\prime }·\frac{t}{3}$ 地基反力产生的弯矩若2γ′·t/Pmax≤1，则$m=-\frac{1}{2}{P}_{\max }{B}_i(\frac{B}{2}-\frac{B_i}{3});$ 若2γ′·t/Pmax＞1，则$m=-\frac{1}{2}(P_{\max }-P_{\min })B(\frac{B}{2}-\frac{B}{3});$ 根据∑M＝0，可得：若2γ′·t/Pmax≤1，则$P_b·(h+t)+\frac{{\gamma }_{\omega }{h}^2}{2}(t+\frac{h}{3})+\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{2(2t+B)}+\frac{{\gamma }_{\omega }h{t}^2}{3}-\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{3(2t+B)}$ $-\frac{{\gamma }_{\omega }{B}^{3}h}{48(2t+B)}-\frac{k{t}^3{\gamma }^{\prime }}{6}-{\gamma }^{\prime }·\mathrm{tB}(\frac{B}{2}-\frac{2{\gamma }^{\prime }·\mathrm{tB}}{3P_{\max }})=0$ 令$f_2=P_b·(h+t)+\frac{{\gamma }_{\omega }{h}^2}{2}(t+\frac{h}{3})+\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{2(2t+B)}+\frac{{\gamma }_{\omega }h{t}^2}{3}-\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{3(2t+B)}$ $-\frac{{\gamma }_{\omega }{B}^{3}h}{48(2t+B)}-\frac{k{t}^3{\gamma }^{\prime }}{6}-{\gamma }^{\prime }·\mathrm{tB}(\frac{B}{2}-\frac{2{\gamma }^{\prime }·\mathrm{tB}}{3P_{\max }})---(5-4)$ 若2γ′·t/Pmax＞1，则$P_b·(h+t)+\frac{{\gamma }_{\omega }{h}^2}{2}(t+\frac{h}{3})+\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{2(2t+B)}+\frac{{\gamma }_{\omega }h{t}^2}{3}-\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{3(2t+B)}$ $-\frac{{\gamma }_{\omega }{B}^{3}h}{48(2t+B)}-\frac{k{t}^3{\gamma }^{\prime }}{6}-(P_{\max }-{\gamma }^{\prime }·t)\frac{B^2}{6}=0$ 令$f_2=P_b·(h+t)+\frac{{\gamma }_{\omega }{h}^2}{2}(t+\frac{h}{3})+\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{2(2t+B)}+\frac{{\gamma }_{\omega }h{t}^2}{3}-\frac{{\gamma }_{\omega }\mathrm{Bh}{t}^2}{3(2t+B)}$ $-\frac{{\gamma }_{\omega }{B}^{3}h}{48(2t+B)}-\frac{k{t}^3{\gamma }^{\prime }}{6}-(P_{\max }-{\gamma }^{\prime }·t)\frac{B^2}{6}---(5-5)$ (4)试算程序根据力的平衡及弯矩平衡列出的方程组，可以求出在水深h和埋深t确定的情况下，倒“T”形闸坝基础的最小底板宽度B，①要求横向抵抗力大于等于横向外力；②要求抵抗弯矩应大于等于外力产生弯矩；c、弯矩计算：取6个特征点，各点处的弯矩可由下列公式求出：m0＝0$m_1=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{\left(\frac{h}{3}\right)}^2·\frac{1}{3}·\frac{h}{3}+P_b·\frac{h}{3}$ $m_2=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{\left(\frac{2h}{3}\right)}^2·\frac{1}{3}·\frac{2h}{3}+P_b·\frac{2h}{3}$ $m_3=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{h}^2\frac{1}{3}·h+P_b·h$ $m_4=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{h}^2(\frac{h}{3}+\frac{t}{3})+\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }·\frac{\frac{2t}{3}·h}{2t+B}·\frac{t}{3}·\frac{2}{3}·\frac{t}{3}+{\gamma }_{\omega }(h-\frac{\frac{2t}{3}·h}{2t+B})·\frac{t}{3}·\frac{1}{2}·\frac{t}{3}$ $-\frac{1}{2}k{\gamma }^{\prime }·{\left(\frac{t}{3}\right)}^2·\frac{1}{3}·\frac{t}{3}+P_b·(h+\frac{t}{3})$ $m_5=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{h}^2(\frac{h}{3}+\frac{2t}{3})+\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }·\frac{\frac{4t}{3}·h}{2t+B}·\frac{2t}{3}·\frac{2}{3}·\frac{2t}{3}+{\gamma }_{\omega }(h-\frac{\frac{4t}{3}·h}{2t+B})·\frac{2t}{3}·\frac{1}{2}·\frac{2t}{3}$ $-\frac{1}{2}k{\gamma }^{\prime }·{\left(\frac{2t}{3}\right)}^2·\frac{1}{3}·\frac{2t}{3}+P_b·(h+\frac{2t}{3})$ $m_6=\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }{h}^2(\frac{h}{3}+t)+\frac{1}{2}{\gamma }_{\omega }·\frac{2t·h}{2t+B}·t·\frac{2}{3}·t+{\gamma }_{\omega }(h-\frac{2t·h}{2t+B})·t·\frac{1}{2}·t$ $-\frac{1}{2}k{\gamma }^{\prime }·{\left(t\right)}^2·\frac{1}{3}·t+P_b·(h+t).$