浙江省门溪水库拱坝结构应力分析
拱坝的应力分析
坝
很小，几乎可忽略不计，对中等的 Nhomakorabea厚度拱坝和重力拱坝来说，应考
应
虑自重的作用。
力
截面A 1 、A 2 间的坝体自重G
分
可按辛普森公式进行计算：
析
G
=
1 6
g cDZ ( A1
+
4 Am
+
A2 )
G
=
1 2
g cDZ ( A1
+
A2 )
2.水平径向荷载
主要为静水压力，其
拱 坝
次有泥沙压力、浪压力、 冰压力等，由拱和梁共同 承担。分担荷载的比例须
应
力
分
析
当t<t封时：坝体收缩，坝轴线缩短，使坝体向下游变 形，拱端上游侧和拱冠下游侧受拉，产生
拱
的弯矩和剪力与水压影响相同，轴力与水
坝
压影响相反。
的
温降对坝体应力不利，对坝肩稳定有利
应
力
分
析
拱坝温度变化的组成：
(1)均匀温度变化tm—引起
拱
坝体均匀伸长或缩短
坝 (2)沿坝厚温度梯度变化
的
td—引起挠曲
对应力而言
基本组合：正常水位下相应荷载+温降
拱 特殊组合：正常水位下相应荷载+温降+地震
坝
高温+运行低水位
的
应 对稳定而言
力 分 析
基本组合：设计水位下相应荷载+温升 特殊组合：校核水位下相应荷载+温升
2.3.3 拱坝的应力分析方法概况
拱
拱坝实质上是一个变厚度、变曲率而边界
坝
条件又很复杂的壳体结构。影响坝体应力的因
拱坝的应力分析简介和强度控制指标课件
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总结词：有效监控
详细描述：该案例探讨了某拱坝施工过程中应力监测的重要性，通过实时监测和数据分析，实现了对 施工过程的精确控制和安全预警。
案例三：某拱坝的运行监测和应力控制
总结词：长期稳定
详细描述：该案例分析了某拱坝在运行过程 中的应力变化和稳定性，通过长期监测和反 馈控制，确保了拱坝运行状态的稳定和安全
通过精心设计拱坝的形状和尺寸，可以降低应力集中程度，提高 拱坝的应力控制性能。
增加拱坝材料的强度
选择高强度材料可以增强拱坝的抗拉和抗压性能，降低应力水平。
设置观测点
在设计阶段，为拱坝设置合理的观测点，以便在施工和运行过程中 及时发现应力异常情况。
拱坝施工中的应力控制措施
控制施工顺序
合理安排拱坝施工顺序，优先施工关键部位，确 保拱坝在施工过程中受力均匀。
拱坝的应力分析简介 和强度控制指标
contents
目录
• 拱坝概述 • 拱坝的应力分析 • 拱坝的强度控制指标 • 拱坝设计和施工中的应力控制措施 • 案例分析
01
拱坝概述
拱坝的定义和特点
拱坝是一种大体积的抛物线形薄 壳结构，主要由混凝土或岩石等
材料构成。
拱坝具有承受压力和弯曲应力的 能力，同时具有较小的拉应力。
应力是指物体内部单位面积上所承受的力，是物体内部产生变形和 断裂的主要因素。
应力分析的目的
应力分析的目的是为了研究物体的应力分布状态，预测其可能发生 的变形和断裂位置，从而采取相应的措施进行优化设计或加固处理 。
应力分析的基本原理
应力分析的基本原理是建立在材料力学、弹性力学等基础上的，通过 建立数学模型，计算出物体在不同条件下的应力分布情况。
溪口抽水蓄能电站上库面板堆石坝观测资料分析
< 观测设备布置
! " # > 上 库 面 板 堆 石 坝 的 观 测 设 备 根 据 有 关 规 范=
的要求布置 " 详见图 ! 图 #和表 ! . / 具体观测项目有埋设在堆石体内部的水管式沉 降 仪的沉降观测 . 面板周边缝上的三向及二向测缝 计 的变形观测 . 防浪墙顶及下游马道上的表面观测 标点的位移观测 . 大坝的渗流量观测 / 水 管式 沉降仪 分别埋设 在堆 石 体 内 ?# ’ ’ % +9 高 程$ 和 ?* 位于 ! " # " * , ! 3 % +9 高 程 $ 3 " + , " @ @ @ @ @ 面板周边 缝上的 三向测 缝计有 A 二向 ! " # " 3 " + " A A A 测缝计有 A * / 水管式沉降仪和三向测缝计及二向测缝计从埋 设后即进行观测 " 量水堰的渗流量观测从 ! ’ ’ ’年开 始" 表面观测标点为位于防浪墙顶的 B ! 4 ! ;B ! 4 2及
由表 %和图 /可知 , 施工期的沉降量 8 至蓄水前 的+ 以位于坝轴线上的 $% & & 3年 /月 9 & & " ’( 高程 的 * 达 + 占坝高的 %的 沉 降 量 为 最 大 , + 3((, ) < 施 . " ) + :1 根据国内外面板堆石坝的监测成果 ; , 本 工期的沉降量一般 约为坝高的 . " + . :2 . " / ’ :, 工 程 上 库 坝 的 沉 降 量 尚 在 此 范 围 内1 根 据 坝 轴 线 $% & & " ’( 高程的 * %测 点 和 $) + / " ’( 高 程 的 * ’ 测点施工期的沉降量 , 可以计算得到 * %下伏堆石体 变形模量为 ) & " 3=> , %与 * ’之间的堆石体变形 ? * 模量为 % % " ’=> , %下伏堆石体变形模量与其上 ? * 覆堆石体变形模量相差较大 , 亦即 * %下伏堆石体在 施 工期的沉降量较大 1 从图 )可看出 , %施工期 的 * 沉降量主要发生在 + 至 3月 ’日 , 沉 & & -年 3月 前 , 占施工期总沉降量的 0 降量达 & ’((, + :1* ’的桩 号与 * 相同 在高 程上比 高 年 % , % + ’(, + & & - 3月 * 若将 * ’日的沉降量为 /((, ’和 * %的基准值日期 都取为 + 从表 %可知 , & & -年 3月 ’日 , ’在 各个 时 * 段的沉降量均大于 * 这表明在 + % , & & -年 3月 ’日 以后 , %个测点的沉降分布规律是合理的 1 %测 点 在 施 工 期 的 沉 降 量 较 大 的 原 因 除 该 测 * 点 上 覆 堆石体较 厚 以 外 , 估计还有以下可能的影响 因素 @ 不如下库 A 上库坝的填筑石块质量相对较差 , 坝的填筑石块 , 在上库坝建成后 , 发现下游面的石块 风化明显 B 回填的堆 C 原河床中央部位坝基开挖后 , 石体未经碾压 , 密实度相对低一些 B D 河床中央部位
大型坝体结构的应力分析与设计
大型坝体结构的应力分析与设计引言：大型坝体结构是水利工程中的重要组成部分，也是保障人们生产生活用水的重要策略。
在坝体结构设计中，应力分析是至关重要的环节。
本文将探讨大型坝体结构的应力分析与设计。
一、坝体结构的分类根据坝体材料和结构形式的不同，坝体结构可分为重力坝、拱坝、引力坝和填土坝等几种类型。
不同类型的坝体结构在力学特性及受力条件上存在差异，因此应力分析与设计也有所不同。
二、应力分析的基本原理坝体结构受到各种内外力的作用，主要包括水压力、浸渍力、温差应力、地震力以及重力等。
在应力分析中，需要考虑这些力的大小和方向，并计算出坝体结构的应力分布情况，以确保其稳定性和安全性。
三、材料力学参数的确定在应力分析与设计中，材料力学参数的确定是非常重要的。
常用的参数包括杨氏模量、泊松比、拉伸强度、抗压强度等。
这些参数需要通过试验或经验来确定，以保证所选取的材料能够满足工程要求。
四、应力分析的方法常用的应力分析方法包括解析方法和数值方法。
解析方法是基于数学模型和方程组的推导和求解，具有精确性和可靠性；而数值方法则是通过将坝体结构离散化为小单元，并应用数学模型和计算程序进行求解，具有较高的计算效率。
五、应力分布的计算和分析在应力分析中，需要计算和分析坝体结构的应力分布情况。
通常可以采用有限元分析等数值方法来求解复杂坝体结构的应力分布。
通过分析应力分布情况，可以评估结构的稳定性，并作出合理的修正和优化设计。
六、应力分析的结果与设计优化应力分析的结果对于坝体结构的设计优化非常重要。
通过分析结果，可以判断结构的强度和稳定性是否满足要求，并作出合理的调整和改进。
在设计优化中，需要综合考虑结构的安全性、经济性和实用性等因素。
七、结构施工与监测应力分析与设计只是坝体结构的一部分，施工与监测也同样重要。
在施工中，需要根据设计要求进行施工工艺选择，并对结构的质量进行严格控制。
同时，还需要设置合理的监测系统，及时获取结构的变形和应力信息，以便及时采取措施保障结构的安全。
水工建筑物复习思考题1
无压隧洞的工作闸门通常位于隧洞的，有压隧洞的工作闸门通常位于隧洞的。
进口、出口
扬压力包括上下游水位差引起的和下游水位引起的浮托力。
渗透压力
由于横缝设的位置不同，水闸闸室底板的类型分为和。
整体式底板、分离式底板
重力坝的基本剖面是指坝体自重、静水压力和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的形剖面。
荷载效应
荷载施加于结构，引起结构的反应，如应力、应变、变形等
特殊荷载组合
特殊状况下的荷载组合称为基本荷载组合。
基本荷载组合
持久状况和短暂状况下的荷载组合称为基本荷载组合。
接触冲刷
渗流沿两种不同土壤的接触面流动时，把其中细颗粒带走的现象称为接触冲刷。
浸润线
土石坝在上下游水位差的作用下，产生的渗流在坝体内的自由面。
A．静水压力B．温度荷载
C．扬压力D．自重
C
非粘性土料的土坡发生滑动时，滑动面形状一般为。
A．圆弧B．直线
C．折线D．复合
C
拱坝滑雪道式泄洪应采用以下哪种消能措施？
A．挑流消能B．面流消能
C．底流消能D．水垫消能
A
拱坝所承受的水平荷载一部分通过的作用传到两岸坝肩，另一部分通过的作用传到坝底基岩。
A．拱，梁B．梁，拱
√
溢洪道的泄槽中的水流必须保持急流状态。
√
用简化毕肖普法计算土石坝坝坡稳定考虑了土条之间的作用力。
√
用瑞典圆弧法计算土石坝坝坡稳定考虑了土条之间的作用力。
×
由于横向环流的作用，凹岸常引起冲刷，形成水深流急的深槽；而凸岸泥沙不断淤积，形成水浅流缓的浅滩。
√
由于横向环流的作用，凸岸常引起冲刷，形成水深流急的深槽；而凹岸泥沙不断淤积，形成水浅流缓的浅滩。
拱坝的应力分析方法
拱坝的应力分析方法
拱坝的应力分析方法可以采用静力计算和有限元分析两种方法。
1. 静力计算方法：该方法通过建立拱坝结构的静力平衡方程来计算拱坝内部的应力分布。
首先确定坝体的几何形状和材料性质，然后根据坝体的水力和动力荷载计算出坝体上各处的受力情况，最后通过静力平衡方程计算出拱坝各点的应力值。
2. 有限元分析方法：该方法利用有限元理论和计算机数值计算方法，将拱坝结构划分为有限个单元，然后通过求解这些单元的力学方程，得出拱坝结构的应力和变形情况。
该方法可以考虑边界约束、非线性材料特性以及水土耦合效应等因素，对于复杂的拱坝结构分析更加准确。
这些方法在拱坝设计和分析中广泛应用，可以帮助工程师评估拱坝的安全性和稳定性，优化设计方案，确保拱坝在使用过程中的正常工作。
某水库拱坝应力分析及加固方案研究
某水库拱坝应力分析及加固方案研究摘要：拱坝是一种重要的坝型但对坝区工程地质条件较为挑剔，施工难度相对较高而且存在坝身开裂的问题。
论文以某存在开裂渗漏现象的水库砌石拱坝为分析对象，采用结构力学法，开展了针对拱坝病害成因及加固措施等方面的系统研究关键词：应力；坝肩稳定；裂缝；坝体加固Abstract: the arch dam is a kind of important dam type but for engineering geological conditions of the dam are picky, construction difficulty relatively high and exist including the problem of craze. Papers to the existence of a cracking leakage phenomenon QiShi arch dam reservoir for the analysis of target, the structure mechanics method, and carried out the disease causes and for arch dam reinforcement measures, and other aspects of the system researchKeywords: stress; The abutment stability; Crack; Dam reinforcement1引言拱坝对其体形及坝基地质地形条件有较高的要求，但还是由于具有施工速度快、坝体断面小等优点，从而拥有很强的竞争力。
众所周知，尽管勘探技术与设计方法不断改进，但自拱坝出现以来，也伴随着各种隐患和病害。
因此，分析已建旧坝存在的安全隐患、各种病害及相应的加固方案，是十分必要且有意义的。
所以，本文根据某拱坝的实际情况，运用结构力学方法，分析拱坝开裂的根本原因，继而提出相应的加固措施，同时也为今后其整治提供可靠的设计依据。
拱坝的应力分析
由b/a，μ查 由b/a ，μ查
剪力 由b/a，μ查 由a/b ，μ查
由b/a，μ查
4）变位系数在拱坝中的应用：
Iii、坝体给地基的力在各点不相同，而且互有影响，即要求A断面的变位除了本断面上所受的力有影响外，其它点所受的力对该点也有影响
变位系数是在半无限体表面（a×b）矩形内受力的平均变位而拱坝坝基的表面：
02
结力力法求解步骤为：
去约束成静定结构，加超静定力，求超静定力对它的变位，利用变位协调求超静定力。具体到我们这里则为：
基本结构，设想在任意截面处切开，将拱圈分成左、右半静定拱，切开处用超静定力M0，H0，V0代替。
01
02
结构：悬臂曲梁 荷载：
以左半拱为例
温荷
同理，可以求出右半拱的内力。
3) 求切开处的变位：
1
则位移为：
3
2
求任意一点任何方向的位移，可在该点施加单位力，该单位力产生的内力为
静定结构变位的求解方法有很多，在我们这里采用以虚功原理为基础的单位荷载法来讲：
如以左半拱为例求转角∠θ0
代入上式则得：
同时可以求出左半拱的切向和径向变位为：
采用相同的办法也可以求出右半拱的三个变位为：
本课程只讲杆件结构计算法，在讲该方法之前，我们先看一下，拱坝受力后，描述一个空间点的受力状态需要几个内力。 共计12个力
单向杆件法：
假 定：坝体由多个独立的拱圈迭置在一起构成。 每层拱圈都能单独抵抗相应的外荷载。 圆筒法：认为圆拱圈是薄壁圆筒的一部分 用圆筒公式计算截面正应力。 该方法只能近似的给出12个内力中的一个H 只能考虑径向荷载。 适宜：尺寸初选 纯拱法：拱圈按弹性固端拱计算 与结构力学中所讲的拱的区别在于： 1、不能忽视Q、H对变形的影响。 2、地基变形用伏格特法。 该方法可以给出三个内力，即H、Vr、Mz。 可以考虑径向荷载，温度荷载和地基变形。 适于：狭窄峡谷中的薄拱坝（分层砌筑的拱坝）
国开形成性考核01433《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案
国开形成性考核01433《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案B】：泄水建筑物C】：电站建筑物D】：输水建筑物国开形成性考核《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案作业1一、单项选择题（每小题5分，共40分）1.以下哪种建筑物用于拦截江河，形成水库或壅高水位？(B)A。
输水建筑物B。
挡水建筑物C。
整治建筑物D。
泄水建筑物2.以下哪种建筑物用于宣泄多余水量，排放泥沙和XXX，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物安全？(A)A。
泄水建筑物B。
输水建筑物C。
挡水建筑物D。
整治建筑物3.以下哪种建筑物是为了满足灌溉、发电、过坝需要而兴建的？(B)A。
整治建筑物B。
专门建筑物C。
泄水建筑物D。
输水建筑物4.以下哪种建筑物用于改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用，以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷？(A)A。
整治建筑物B。
泄水建筑物C。
挡水建筑物D。
输水建筑物5.水利水电枢纽工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性可分为几等？(B)A。
二B。
五C。
三D。
四6.以下哪种建筑物是指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物？(A)A。
主要建筑物B。
次要建筑物C。
临时性建筑物D。
泄水建筑物7.以下哪种建筑物是指失事后不致造成下游灾害，或对工程效益影响不大，易于恢复的建筑物？(B)A。
主要建筑物B。
次要建筑物C。
泄水建筑物D。
临时性建筑物8.以下哪种建筑物是指枢纽工程施工期间使用的建筑物？(D)A。
泄水建筑物B。
次要建筑物C。
主要建筑物D。
临时性建筑物二、多项选择题（每小题5分，共25分）9.水利工程的根本任务是什么？(AC)A。
除水害B。
防洪C。
兴水利D。
灌溉、发电10.水利水电枢纽工程按其什么为五等？(BCD)A。
效益B。
在国民经济中的重要性C。
规模D。
作用11.水利枢纽中的水工建筑物按其所属枢纽工程中的什么分为五级？(ABD)A。
等别B。
作用C。
规模D。
基于ABAQUS的拱坝三维有限元等效应力计算
得截面上的内力及弯矩等%计算见式"># $"5=# %其
中有限元计算中符号遵循弹性力学规定%即拉正压
负%为适应工程习惯%改以拉应力为负&
梁竖向力!
' /e
!)=
(W *" W!)= B 5
Z ;&# S;
">#
梁弯矩!
' Ve
!)=
(W
"
W!)=
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*B"
5
Z ;&# S;
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梁切向剪力!
' 5e
(W
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+" W!)= B< 5
Z ;&# S;
"K#
梁径向剪力!
' Ke
(W
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+" W!)= B; 5
Z ;&# S;
"I#
梁扭矩!
' Ve
!)=
(W +" W!)= B< ;W;6 # "5
Z ;&# S;
"9#
拱水平推力!
!)=
' :/ (W W!)= *BS;
"56#
拱弯矩!
!)=
通过 Bj"!O) 搜索上游坝面节点并按照距离排序获
得距离最近的 A',两点,"通过坐标转换公式将 E'
A',节点坐标转至局部坐标系%并求取局部坐标系
下 8 点所构成的平面法向量 &,#根据平面法向量与 夹角 #')关系近似确定其数值(I) %两者关系见式"5K#&
拱坝安全鉴定
仙游县大济溪水库大坝安全评价报告批准：张章模核定：姚建友审查：林文介陈文庆校核：吴建廉陈彬编写：王小明朱少辉陈军兴吴志峰莆田市水利水电勘测设计院2006 年 7 月目录1 评价工作及工程概况 (1)1.1评价工作概况 (1)1.2工程概况 (3)2 现场安全检查及存在的主要问题 (7)2.1大坝 (7)2.2泄水建筑物 (7)2.3放水建筑物 (7)2.4近坝库岸 (8)2.5防汛路 (8)2.6大坝管理房 (8)3 工程质量评价 (9)3.1工程地质及水文地质条件与评价 (9)3.2工程的实际施工质量评价 (13)3.3结论 (19)4 大坝运行管理评价 (20)4.1水库大坝的管理机构及体制及规章制度 (20)4.2大坝运行 (20)4.3大坝维修 (20)4.4大坝安全监测 (20)4.5结论 (21)5 防洪标准复核 (22)5.1设计洪水复核 (22)5.2洪水调节复核 (24)5.3顶高程复核 (25)5.4下游淹没风险分析 (27)5.5结论 (28)仙游县大济溪水库大坝安全评价目录6 结构安全评价 (30)6.1大坝结构安全评价 (30)6.2溢流堰结构安全评价 (35)6.3放水系统结构安全评价 (37)6.4结论 (38)7 防渗和排水安全评价 (39)7.1大坝防渗帷幕安全评价 (39)7.2结论 (40)8 金属结构安全评价 (41)8.1金属结构的现场检查及安全检测 (41)8.2结论 (41)9 大坝安全综合评价及建议 (41)9.1大坝安全综合评价 (43)9.2建议 (43)附图：1、拱坝平面布置图2、拱坝剖面图附件：1、拱坝上下游应力分布图2、拱坝应力矢量图大济溪水库工程特性表(复核前)大济溪水库工程特性表(复核后)1 评价工作及工程概况1.1 评价工作概况1.1.1 任务及依据为确保大济溪水库工程安全运行，受仙游县大济溪水库工程管理所的委托，我院对仙游县大济溪水库进行大坝及与大坝安全有关的建筑物安全评价。
拱坝应力分析CAD系统的研制与开发
拱坝应力分析CAD系统的研制与开发拱坝具有结构合理、用材最省、稳定性好、超载能力强等优点，但其类型较多，受力条件也较复杂，因而设计计算工作十分繁琐。
如何利用现代计算机技术，辅助进行拱坝设计，使原来复杂设计过程的每个环节变得清晰可见，使设计者从重复繁重的劳动中解放出来，并使设计工作效率和质量得到提高，是一项有实际意义的研究课题。
本文作者对拱坝的特点及拱坝应力分析CAD系统的研制与开发进行简要介绍。
标签：拱坝;CAD系统;应力分析拱壩是一种坝身及基础工作条件好、超载能力强的坝工结构。
有可靠的抵御意外洪水和涌浪翻坝的能力，抗震性能好，垮坝事故率低，耐久性好，安全性高，且经济合理。
由于拱坝设计计算和施工技术的复杂性，使得计算机技术在拱坝中的应用越来越迫切。
1.拱坝的结构特点拱坝是一种体形复杂、规模宏大的空间壳型结构，在立面上可以看作是由许多水平拱圈叠成，两端嵌入岩体内，在横断面上看，它是由许多弯曲或铅直的悬臂梁组成。
当承受水压力等外荷载时，借助拱的作用，拱坝把大部分的库水压力以水平推力方式传至坝端两岸岩体，少部分荷载靠悬臂梁作用传递给地基。
总的说来，拱坝主要具有以下特点：1.1受力条件好主要依靠坝体混凝土及坝基岩体的抗压强度而不是坝体的有效重量来保障大坝安全，充分利用了混凝土和岩石抗压强度高的特性。
1.2坝的体积小，造价便宜在坝址、坝高条件相同的情况下，拱坝所需的坝体混凝土为重力坝的13/-2/3。
1.3超载能力强，安全度高坝体是一种高次超静定的结构，具有相当强的承载能力，当外荷载增加或拱坝某局部开裂时，坝体应力可以自行调整，同时拱坝能将相当一部分荷载传递至基础岩体的较深部位，只要基础岩体本身或经处理后坚实完整、稳定可靠，坝体就不易发生整体破坏。
在两岸有坚固岩体支撑的条件下，坝的破坏主要取决于压应力是否超过筑坝材料的强度极限。
1.4抗震性能好拱坝是整体性的空间结构，坝体较轻韧，富有弹性，能自行调整其结构性能。
模拟施工过程的拱坝结构应力分析
模拟施工过程的拱坝结构应力分析蒋婉莹【摘要】针对某高拱坝利用有限单元法计算了自重整体施加、按梁施加、逐层施加三种情况,以及水压力和温度荷载作用下坝体的线弹性和非线性应力和变形,以等效应力及塑性应变来分析自重施加方式对坝体应力的影响。
线弹性有限元计算结果表明,对于高拱坝自重不同的施加方式对坝底和坝肩的应力影响很大;非线性有限元分析也表明,自重不同的施加过程对坝体的塑性应变及塑性应变能也有很大的影响。
所以,高拱坝实际的受力必须考虑坝体混凝土的浇筑过程,其计算结果才能客观地评价坝体的安全性,从而提高设计的可靠性。
【期刊名称】《土木工程》【年(卷),期】2018(007)001【总页数】11页(P37-47)【关键词】拱坝;有限元分析;施工加载模拟【作者】蒋婉莹【作者单位】[1]南京水利科学研究院,南京瑞迪建设科技有限公司,江苏南京;【正文语种】中文【中图分类】U441. 引言拱坝是水工建筑物中一种重要的挡水坝，它以结构合理、体型优美、安全性高、经济性优越而被广泛采用。
但随着坝体高度的增加，河谷地形、地质的复杂化及施工难度的提高，坝体的受力和工作状态越来越复杂，拱坝的安全性，尤其是高拱坝的安全性也越来越引起人们的关注。
坝体的应力水平是评价坝体结构安全性的一个重要指标[1]。
拱坝结构的应力分析方法主要有拱梁法和有限单元法[2]。
拱梁法属结构力学的方法，其力学模型有一定的简化，在坝体选型时常使用，但它无法分析坝体局部结构引起的应力变化，更难仿真坝体动态的施工力学过程。
有限单元法属现代计算力学方法[3]。
它适用于任意形状的拱坝，可以考虑复杂的地形、地质条件，可以考虑材料的塑性、开裂、流变等非线性行为，也可以很方便地模拟坝体的局部结构、混凝土浇筑顺序、横缝灌浆、温度控制、坝体蓄水等因素。
所以有限单元法在拱坝的设计中得到了广泛地应用，对应有限元计算应力–等效应力的控制标准也已写入规范[1]。
早期，用有限单元法来计算坝体应力时，自重、水压力、温度等荷载常在坝体上一次施加，并不考虑实际的受载历程。
拱坝的应力分析简介和强度控制指标.
重 新 返 回 计 算 N (a)最初位置 (b)径向变位 (c)径向调整 (d)切向调整 (e)扭转调整
Y
检验三向变位是否都满足
Y
最终拱梁分配荷载
拱冠梁法计算拱坝应力 拱冠梁法是近似一种简便拱梁分载法。一般沿坝高选取(=5～9) 层单位高度水平拱圈，在拱冠处截取单宽悬臂梁，组成层拱圈 和1根梁的拱梁交汇系统。利用 n ×1个交点建立个变位协调方 程式。 各方程中包含个交点处梁应分配到的待求的径向荷载强度为 xi 而拱则相应分配到的荷载为 ( p i xi ) 联立求解此元一次方程组，得到个的定解；拱、梁分担的荷载 确定以后，分别按纯拱法和悬臂梁计算各自的应力。 该法假定拱圈其他各点的水平径向荷载与拱冠处相同，非拱冠 处其他悬臂梁的水平外荷载也都与拱冠梁同一高程的外荷载相 同。
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（2）拱梁分载法 概念：拱梁分载法是将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬 臂梁组成的空间结构，坝体承受的外荷载一部分由拱系承 担，一部分由梁系承担，拱和梁的荷载分配由拱系和梁系 在各交汇点（共轭点）处变位一致的条件来确定。 拱梁分载法的两个基本原理 ①内外力替代原理 ②唯一解原理。
拱梁分载法计算思路概述 荷载分配以后，梁是静定结构， 应力按照材料力学公式计算； 拱的应力可按纯拱法求出内力 后按照材料力学中相应公式计 算。荷载分配可采用试载法， 先将总的荷载试分配由拱系和 梁系承担，然后分别计算拱、 梁变位。第一次试分配的荷载 不会恰好使拱和梁在共轭点的 变位一致，必须再调整荷载分 配，继续试算，直到拱和梁在 共轭点的变位接近一致为止
纯拱法也只能计算到轴向力、水平力矩和径向剪力，因此， 还不足以充分反映拱坝的实际受力情况。但纯拱法力学概 念明确，计算思路清楚，计算较为简单，对于狭窄河谷中 的薄拱坝，仍不失为一个简单实用的计算方法。 纯拱法计算过程 从拱坝中截取的某一层拱圈称为 原结构，原结构为三次超静定弹 性拱。该基本结构上的超静定未 知力可用力法求解。根据基本结 构切开处二侧相对位移为零的变 形连续条件，可列出切口处的三 个力法方程为：
水工建筑物重力坝应力总结分析
三、 应力控制标准
(permissible stress)
混凝土容许压应力，等于其极限强度除以相应的安全系 数。
《规范》规定：混凝土的抗压安全系数在基本组合情况下 不小于4.0，在特殊组合情况下(地震情况除外)不小于3.5。 当坝体个别部位有抗拉强度要求时，可提高混凝土的抗拉标 号，抗拉安全系数不小于4.0。
材料力学法（续）
2. 荷 载 与 应 力 的 正 方 向 规 定 (Sign
convention diagram: forces,moments and shears):
y 水平力
重 力矩 力 方 向
顺河向
垂 直 力
x
荷应载力正正方方向向的的规规定定
如图所示，水如平果 力一以个逆面河的向外为法正线， 垂方直向力平以行沿与着坐重标 力轴放，心则为该正面。上正 应力规定为逆坐 标轴方向，剪应 力规定为顺坐标 轴方向。
纵缝按其布置型式可分为，铅直纵缝、斜缝 和错缝三种。
1. 铅直纵缝
这是最常采用的一种纵缝形式。缝的间距根 据混凝土浇筑能力和温度控制要求确定，一般 为15～30m。
纵缝过多， 不仅增加缝 面处理的工 作量，还会 削弱坝的整 体性。
2. 斜缝
斜缝大体上沿着第二主应力（大主压应力）方向布 置，如图所示（左：日本丸山坝；右：新安江坝）。它 是一种比较新颖的布置形式，从结构上看比较合理。
重力坝的应力状态与很多因素有关.
如：坝体轮廓尺寸、静力荷载、地基性质、 施工过程、温度变化以及地震特性等。
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二、材料力学法
(gravity method)
1. 基本假定：
坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性 材料； 视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地 基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独 立工作，永久横缝不传力； 假定坝体水平截面上的正应力按直线分布， 不考虑廊道等对坝体应力的影响。
里石门拱坝横缝设计及运行情况分析《最新文档》
里石门拱坝横缝设计及运行情况分析金文志[编者按] 里石门水库拱坝工程系由浙江省水利水电勘测设计院设计，浙江省水利水电工程局施工。
该工程于一九八二年荣获国家优质工程银质奖。
该拱坝设计曾于一九八一年十一月被评为“全国七十年代优秀设计项目”。
笔者为该项目的主要设计人员之一。
里石门水库位于浙江省天台县龙溪公社里石门村上游1km的始丰溪上。
坝址以上集雨面积296km2，水库以灌溉、防洪为主，结合发电。
水库正常蓄水位为176m，校核洪水位为186.3m，相应总库容1.99亿m3。
拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝高74.3m，坝底宽15.5m，坝顶宽4m，厚高比0.208。
坝顶弧长265.5m，坝顶弦长208.5m，弦高比2.8。
采用坝顶泄洪，溢流段长91.3m，设置8扇弧形钢闸门，每扇宽10m，高5.1m，底坎高程176m，最大下泄流量为5944 m3/s。
坝体混凝土分区，在155m高程以下为90天龄期200号混凝土，抗渗B8；155m高程以上为90天龄期150混凝土，抗渗B6。
坝址位于闽浙大背斜东南翼，天台盆地西部边缘。
坝址区基岩出露较好，岩性均一，为上侏罗系磨石山组b段（J bm3），灰至深灰色含砾晶屑灰屑，镜下鉴定岩屑为霏细岩、熔凝灰岩、安山玢岩等，晶屑主要是石英、斜长石、钾长石等组成，灰屑主要是玻璃质及长石，具晶屑灰屑结构，假流纹状构造。
岩石致密坚硬强度大，其物理力学指标为：比重2.65~2.67g/cm3，饱和容重2.48~2.54g/cm3，饱和极限抗压强度1420~2560kg/cm2，弹性模量（微风化带）38.5~59.3×104kg/cm2，泊桑比0.22~0.3。
坝址区地质构造以断裂为主，通过坝基主要断层有F7：产状335°~360°/NE~E∠73°~90°，宽0.2~1m，局部宽达6m，为多次活动扭性断裂，断层自左岸6坝块起，一直延伸至右岸15坝块，横切河床共经10个坝块。
门溪水库大坝初期蓄水监测成果
门溪水库大坝初期蓄水监测成果
梁新华;魏德荣
【期刊名称】《大坝观测与土工测试》
【年(卷),期】1993(000)005
【摘要】介绍浙江新昌县门溪水库大坝安全监测系统及初期蓄水阶段的主要监测成果, 并以此论述大坝的运行性态。
【总页数】6页(P38-43)
【作者】梁新华;魏德荣
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TV698.1
【相关文献】
1.大岗山拱坝初期蓄水变形监测成果分析 [J], 袁文熠;张业辉;王滔
2.老龙口水库初期蓄水坝体内部渗流监测成果分析与探讨 [J], 娄洋;陈明涛
3.锦屏一级水电站拱坝初期蓄水垂线监测成果分析 [J], 陈晓鹏;阮彦晟
4.三峡工程初期蓄水大坝变形监测成果分析 [J], 彭启友;於三大;陈绪春
5.玄庙观水库初期蓄水大坝监测成果分析 [J], 陈琼
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水坝结构实验总结报告范文(3篇)
第1篇一、实验背景随着我国水利建设的快速发展，水坝作为重要的水利工程设施，其结构安全与稳定性备受关注。
为了深入了解水坝结构的性能，提高工程设计水平，本次实验旨在通过模拟水坝结构在各种工况下的力学行为，分析其受力特点和结构稳定性，为水坝设计提供理论依据。
二、实验目的1. 了解水坝结构的基本组成和受力特点。
2. 掌握水坝结构在静水、动水、地震等工况下的力学性能。
3. 分析水坝结构的破坏模式和影响因素。
4. 为水坝设计提供理论支持和实验依据。
三、实验内容1. 水坝结构模型搭建：根据水坝设计图纸，搭建水坝结构模型，包括大坝主体、溢流段、坝基等部分。
2. 静水力学实验：对水坝结构模型进行静水压力测试，分析水坝在不同水深下的应力分布和变形情况。
3. 动水力学实验：通过水流模拟装置，对水坝结构模型进行动水压力测试，研究水流对水坝的影响。
4. 地震力学实验：利用地震模拟装置，对水坝结构模型进行地震作用下的力学性能测试，评估水坝的抗震能力。
5. 破坏模式分析：观察水坝结构模型在静水、动水和地震作用下的破坏现象，分析破坏模式和影响因素。
四、实验结果与分析1. 静水力学实验：实验结果显示，水坝结构在静水压力作用下，应力分布均匀，变形较小，满足结构稳定性要求。
2. 动水力学实验：动水压力对水坝结构的影响主要体现在水流冲击力和水流引起的振动。
实验表明，合理的设计可以有效地降低水流对水坝的影响。
3. 地震力学实验：地震作用下，水坝结构模型的抗震性能良好，未发生破坏现象。
说明水坝结构具有较好的抗震能力。
4. 破坏模式分析：水坝结构在静水、动水和地震作用下的破坏模式主要包括裂缝扩展、结构失稳等。
通过分析破坏模式和影响因素，为水坝设计提供了重要参考。
五、实验结论1. 水坝结构在静水、动水和地震作用下的力学性能良好，满足结构稳定性要求。
2. 合理的设计可以有效降低水流和地震对水坝的影响。
3. 水坝结构的破坏模式和影响因素对水坝设计具有重要的指导意义。
马达溪闸站大体积混凝土裂缝控制
马达溪闸站大体积混凝土裂缝控制大型闸站的底板、流道一般多为大体积、变截面钢筋混凝土结构，在施工中最常见的缺陷就是混凝土裂缝。
本文结合兰溪市钱塘江堤防加固工程二期---马达溪排涝闸站工程，分析了大体积混凝土裂缝的产生机理，提出了裂缝的控制措施。
标签：大型闸站;大体积混凝土;裂缝产生机理;控制措施1 工程概况兰溪市钱塘江堤防加固工程二期---马达溪排涝闸站位于马达溪汇入衢江金华江的入口处，为大（2）型工程。
泵站排涝规模71m3/s，布置有5台竖井贯流泵，总装机功率4×1300kW;泄洪闸总净宽30m，共5孔，设计排水流量285m3/s。
闸站上游为马达溪，两岸堤防防洪标准为20年一遇;闸站下游为金华江，两岸堤防防洪标准为50年一遇。
泵站布置有4条流道，采用分段式钢筋混凝土结构，具体分块方式为：3#、4#流道顺水流方向为1段，长度38.00m;垂直水流方向也为1段，长度20.10m;1#、2#流道顺水流方向分成2段，长度分别为20.75m、17.25m，总长38.00m;垂直水流方向同3#、4#流道为1段，长度20.10m。
流道底高程22.30m，顶高程28.00m，壁厚1.30～6.40m，流道为变截面体型，由进水口矩形截面逐渐变至叶轮处的圆形，再由叶轮处的圆形逐渐变至出水口的矩形。
泵站底板共分成2段，长度均为38.00m，宽度均为20.10m，厚度1.80m，内部设置间距0.8m的冷却水管。
泵站流道施工完成、拆模后检查发现，3#、4#流道内壁均出现3～6道竖向表面裂缝，裂缝宽度0.1～1.0mm;而1#、2#流道及底板均未出現明显裂缝。
2 裂缝产生机理分析针对上述泵站底板与流道各分块出现的裂缝问题，参见各方及项目组对混凝土裂缝产生的机理及控制措施进行了深入的讨论分析。
通过对比我们发现，泵站底板与3#、4#流道分块尺寸相近，而底板内设置的冷却水管对控制混凝土裂缝起到了关键作用;1#、2#流道与3#、4#流道相比，1#、2#流道更小的混凝土区块也对控制混凝土裂缝起到了重要作用。
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各 自的应 力 ． 方法 具有 一定 的 近似性 ， 难 以进行 该 且
动 力和 非线 性 问题 的 分 析 ． 限 元 法 较 好地 克 服 了 有 这 一缺 点 ， 能够 进行 各 种复杂 条 件下 的应 力分 析 ， 近 年 来得 到 了广 泛 的应用 ． 是采 用有 限元 法计 算 时 ， 但 在 坝 踵部位 往 往会 产 生 应 力 过 度 集 中 的 现象 ， 以 难
摘 要 ： 用 有 限 元 法 对 浙 江 省 门溪 水 库 拱 坝 坝 体 内部 结 构 应 力 进 行 分 析 ， 采 用 有 限 元 等 效 应 力 法 对 坝 体 采 并 和坝基 （ 肩 ） 触部位 应力进行复核． 析结果表明 ， 用有限元等效应力法 由于消除了坝体和坝基 （ 肩 ） 坝 接 分 采 坝 接 触 部 位 的 应力 集 中现 象 ， 算 得 到 的 坝 体 最 大 主拉 和 主 压 应 力 均 在 规 范 容 许 范 围 之 内 ， 为 大 坝 安 全 评 价 计 可
作者简 介： 一青 （９１ ）男 ， 江仙居人 ， 娄 １８ ～ ， 浙 工程 师 ， 士 ， 要 从 事 水 利 规 划 、 流 数 值 模 拟 及 大 坝 安 全 监 控 方 面 的研 究 博 主 渗
第 ３ 第 ４期 ２卷
娄 一 青 ， ： 浙 江 省 门溪 水 库 拱 坝 结 构 应 力 分 析 等
平 面布 置如 图 １所示 ．
２ 分 析 方 法
拱 坝结 构应 力分 析 方法 主要有 拱 梁分 载法 和有
限 元法 ¨ ． 梁分 载 法 把 拱 坝 视 为 由一 系列 水 平 拱
拱 圈 和垂直 悬臂 梁 组 合 而 成 ， 据 交 点 部 位 的变 位 根
一
致条 件求 出拱 和 梁 各 自所 承 担 的荷 载 ， 而求 得 进
结 合防 洪灌 溉 的 中型 水 利 工 程 ， 纽 建 筑 物 主要 有 枢
拦河 大 坝 、 溢洪 道 、 电引水 隧洞 与跨 流域 引水 隧 洞 发 等组 成 ． 水库 大 坝为 细 骨料 混 凝 土 砌 块 石 变 圆心 双 曲拱 坝 ， 顶高 程 ３ ８ ０ 最 大 坝 高 ４ ． ４ ｍ， 坝 ５ ． ４ ｍ， ９ ８ 坝 轴 线设计 弧 长 １ ２ ４ 坝底 厚度 １ ．０ｍ， 顶 厚 １ ． ３ｍ， ０ Ｏ 坝 ３ Ｏ 坝 体 厚高 比 ０ ２， ．０ｍ， ． 坝址 河谷 宽 高 比约 ２ ０， ． 其
文 章 编 号 ：０ ２— ６ ４ ２ １ ） ４— ０ ８— ４ １０ ５ ３ Ｉ ０ １ ０ ０ ４ ０
浙江 省 门溪 水 库 拱 坝 结构 应 力分 析
娄 一 青 ，王 林 素 ，江 淮 川 ，苏 怀 智。
（ ． 州 市 水 利 局 ， 江 温 州 ３ ５ ０ ； ． 州 市 龙湾 区水 利 局 ， １温 浙 ２０ ０ ２ 温 浙江 温 州 ３ ５ ５ ； ２ ０ ８ ３ 河 海 大 学 水 利 水 电 学 院 ， 苏 南 京 ２０ ９ ） ． 江 １０ ８
授 基 于有 限元 法 和材料 力学 的基 本 原理 对有 限元 等 效 应 力法 进行 了改 进 ． 向东 教 授 研 究 并 提 出 钱
大坝 于 １ ８ ９ ４年 ７月 动工 兴建 ，９ ９年 ３月 中下 １８ 旬 封拱 至坝 顶 ， 同年 ５月 大 坝开 始蓄水 ． 大坝从 开 始
提供参 考．
关 键 词 ：ｉ 水 库 ； 坝 ； ｆ溪 － 拱 ｙ 分 析 ； 限元 ； 效 应 力 ｇ力 有 等
１ 工 程 概 况
门溪 水 库位 于浙 江省 境 内 ， 一座 以发 电为主 、 是
蓄水 至今 已超 过 ２ ， 要 对其 安 全 性 进 行 全 面 的 ０ａ 需 分析 评价 ． 由于应 力 是 反 映 大 坝运 行 情 况 的一 个 重 要指 标 ， 因此 应力 分析 在 大坝安 全评 价 中至 关重 要 ．
收 稿 日 期 ：０ ｌ一 ５—１ ２１ ０ １ 基金项 目： 国家 自然 科 学 基金 资 助 项 目 （ ０ ０ ０ ５ ． ５ ８ ９ ２ ）
了基 于有 限元 等 效应 力 法 的拱 坝 应 力 控 制标 准 ． 有限元 等效 应 力 法 根据 有 限元 法 计 算 的 应 力 分 量 ，
位应 力进 行复 核 。
３ 计 算 模 型及 工 况
３ １ 有 限 元 模 型 ．
为对 大 坝应 力性 态 进行 分 析 ， 立 该 拱 坝三 维 建 有 限元分 析模 型 ． 限： 有 元计算 模 型 的范 围 ： 上游 方 向
准 确 地反 映该 处 的受力 情况 ． 针对 上 述 ２种方 法 在 实 际应 用 中存 在 的 问题 ，
河 海 大学傅 作 新教 授 提 出 了有 限元 等 效应 力 法 ， 为 拱 坝 结构应 力 分 析 带 来 了新 的思 路
图 １ 大 坝 平 面布 置 图
． 同 春 教 李
４ ９
沿拱 梁断 面 积分 ， 到 内力 （ 中 力 和 力 矩 ＞ 然 后 得 集 ， 用材 料力 学方 法计 算 断 面 上 的应 力 分 量 ， 过 这 样 经 的处 理来 消除 应 力集 中的 影 响 ． 者 采 用有 限元 法 笔
计 算模 型 如 图 ２所示 ．
对 门溪水 库拱 坝坝 体 内部 结 构应 力 进 行 分 析 ， 采 并 用有 限元 等 效 应 力 法 对 坝 体 和 坝 基 （ 肩 ） 触 部 坝 接
第３ ２卷 第 ４期
２１ ０ １年 ８月
华
北
பைடு நூலகம்
水
利
水
电
学
院
学
报
Ｖｏ１３２ Ｎｏ ４ ． ．
Ａｕｇ ２ １ ． ０１
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｒ ｈ ｎ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｔｒ Ｃ ｎ ｅｖ ｎ ｙ ａ ｄ Ｈｙ ｒ ｅｅ ｔ ｃ Ｐ ｗ ｒ ｏ ｒ ａ ｆＮｏ ｔ Ｃ ｉ ａ Ｉ ｓｉ ｔ ｆ Ｗａｅ ｏ ｓ ｒ ａ ｃ ｎ ｄ ｏ ｌｃ ｒ ｏ ｅ ｈ ｔ ｉ