1:坡度比的定义
坡度的定义有很多种,本文采用《公路工程技术标准》规定的坡度定义为:坡度是指在同一坡长范围内,在垂直于行车方向上,最大垂直于纵坡度的正切值。它是坡度的基础,但又不是简单的坡度和坡长的乘积,而是各种因素共同作用下的综合反映。其中主要因素有地形、路面类型、施工方法等。因此,实际工程中常将最不利工况下的最短坡长乘以最不利工况下的最短坡度。如:天然路段,最短坡长:6m;实际路段,最短坡长:3m,则两者之间为6m,加上3m,为12m。如图1所示。
2:坡度比对工程的影响
坡度比是指坝顶宽度与下游坡度之间的比例,它是计算水槽曲线的一个重要参数。其大小直接关系到工程的防洪安全和发电效益。通常情况下,坝顶宽度约为下游坡度的1/2 ,即平均坝顶宽为100 cm时,坝上坡最大冲刷深度为15 cm左右。而实际情况中,由于上下游水位差所造成的沿程冲刷往往超过15 cm,有时甚至会超过50 cm。因此,在一般情况下,下游坝头比上游坝头更容易遭受水毁。在实际的水电站中,应综合考虑上下游水位差的影响来确定坝顶宽度。当上下游水位差为5 m ,对应于上游坝头的1/2 ,下游坝头比上游坝头更容易遭受水毁。
3:如何计算坡度
工程坡度是指在水平面上做垂直于路线的直线运动时,坡面上的推力与阻力之比。工程上通常用单位面积上的水平推力或阻力表示。工程上常用的单位面积水平推力一般取0.2~0.5MPa,工程上常用的单位面积水平阻力一般取0.08~0.15MPa。工程上常用的单位面积重力一般取0.01~0.15N,工程上常用的单位面积摩擦力一般取0.10~0.25T。单位面积坡度为1:100时,表示单位面积的坡度为1:1000,即0.001 ≤1 km/h。如果工程坡度大于1:1000时,表示工程的坡度大于1:1000 km/h。工程坡度越大,意味着工程产生的位移也越大。
4:如何选择合适的坡度
坡度对工程有什么影响?在一定的范围内,如一段较长的坡道、山坡上的一段较长的上坡路、一段较短的上坡路、一条直线上的两段较短的上坡路、曲线上的两段较长的上坡路、圆周上的两段较长的上坡路等,坡度的大小对工程的影响是不同的,它们的影响程度是:工程中部>下部>上部。坡度对工程的影响是:一般情况下,工程中部比下部大一些,施工中应引起注意。在正常情况下,对工程影响不大的几个坡度之间,如:0.3m、0.4m、0.6m,工程中部比下部稍大一些。如果出现超过0.6m的坡度,工程将不得不放弃。