重力坝的剖面详图
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水利建筑物重力坝ppt课件
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第二节 重力坝的稳定分析 四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施
（1）利用水重 （2）将坝基开挖成倾向上游的斜面 （3）在坝踵下设齿墙 （4）抽水措施 （5）加固地基 （6）利用预应力
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第二节 重力坝的稳定分析
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固常 措用 施的
几 种 抗 滑 加
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第二节 重力坝的稳定分析
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第二节 重力坝的稳定分析
足强度要求
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第三节 重力坝的应力分析 应力分析方法
理论计算和模型试验法 理论计算方法主要有： 材料力学法和有限元法
对于中、低坝，当地质条件较简单时， 可按材料力学方法计算坝体的应力，有 时可只计算坝体的边缘应力。
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应力分析内容
确定计算工况； 选择计算方法； 确定计算截面； 计算选定截面上的应力：
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第三节 重力坝的应力分析
一、概 述
• 目的：
1、为了检验大坝在施工期 和运用期是否满足强度要 求；
2、为解决设计和施工中的 某些问题，如砼分区，某 些部位的配筋等提供依据。
.
第三节 重力坝的应力分析
应力分析的过程：
1、进行荷载计算及荷载组合 2、选择合适的方法进行应力计算 3、检验大坝各部位的应力是否满
Ⅰ类基岩——很好的岩石， f ′＝1.2～1.5, c’＝1.3～1.5Mpa
Ⅱ类基岩——好的岩石， f ′＝1.0～1.3, c’＝1.1～1.3Mpa
Ⅲ类基岩——中等的岩石， f '＝0.9～1.2, c’＝0.7～1.1Mpa
Ⅳ 类基岩——较差的岩石， f ′＝0.7～0.9, c’＝0.3～0.7Mpa
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原规范规定，f的最后选取应以野外和室内试验成 果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件 类似的已建工程的经验等，由地质、试验和设 计人员研究确定。
第二节 重力坝的稳定分析 四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施
（1）利用水重 （2）将坝基开挖成倾向上游的斜面 （3）在坝踵下设齿墙 （4）抽水措施 （5）加固地基 （6）利用预应力
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第二节 重力坝的稳定分析
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固常 措用 施的
几 种 抗 滑 加
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第二节 重力坝的稳定分析
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第二节 重力坝的稳定分析
足强度要求
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第三节 重力坝的应力分析 应力分析方法
理论计算和模型试验法 理论计算方法主要有： 材料力学法和有限元法
对于中、低坝，当地质条件较简单时， 可按材料力学方法计算坝体的应力，有 时可只计算坝体的边缘应力。
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应力分析内容
确定计算工况； 选择计算方法； 确定计算截面； 计算选定截面上的应力：
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第三节 重力坝的应力分析
一、概 述
• 目的：
1、为了检验大坝在施工期 和运用期是否满足强度要 求；
2、为解决设计和施工中的 某些问题，如砼分区，某 些部位的配筋等提供依据。
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第三节 重力坝的应力分析
应力分析的过程：
1、进行荷载计算及荷载组合 2、选择合适的方法进行应力计算 3、检验大坝各部位的应力是否满
Ⅰ类基岩——很好的岩石， f ′＝1.2～1.5, c’＝1.3～1.5Mpa
Ⅱ类基岩——好的岩石， f ′＝1.0～1.3, c’＝1.1～1.3Mpa
Ⅲ类基岩——中等的岩石， f '＝0.9～1.2, c’＝0.7～1.1Mpa
Ⅳ 类基岩——较差的岩石， f ′＝0.7～0.9, c’＝0.3～0.7Mpa
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原规范规定，f的最后选取应以野外和室内试验成 果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件 类似的已建工程的经验等，由地质、试验和设 计人员研究确定。
《水工建筑物》第二章 重力坝
五、重力坝的分类
• 1、 按坝的高度分类:坝高低于30m的为低坝，高于70m的 为高坝，介于30m～70m之间的为中坝。坝高是指坝基最 低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面的高度。 • 2、按泄水条件分类:有溢流重力坝和非溢流重力坝。溢流 坝段和坝内设有泄水孔的坝段统称为泄水坝段，非溢流坝 段也叫挡水坝段。 • 3、按筑坝材料分类:有混凝土重力坝和浆砌石重力坝。 • 4、按坝体结构型式分类:实体重力坝宽缝重力坝；空腹 （腹孔）重力坝；预应力锚固重力坝；装配式重力坝；支 墩坝（大头坝、连拱坝、平板坝）。 • 5、按施工方法分类:有浇筑混凝土重力坝和碾压混凝土重 力坝。碾压混凝土重力坝剖面与实体重力坝剖面类似。
2.46 2.23 2.01 1.80 1.78 1.63 1.68 1.56 1.64 1.52 1.60 1.49 1.56 1.46 1.44 1.37 1.39 1.33 1.30 1.25
0.98 1.00 1.01 1.01
• 对计算风速，指水面以上10m高处10min多年最大平均风速， 当测点在水面上Zm处，应乘以高度修正系数KZ（见表2-2）
1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝； 3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
重力坝的剖面详图
三峡水利枢纽溢流重力坝
三峡泄洪闸泄洪
尼尔基水利枢纽中的重力坝
一、对坝的认识
用混凝 土或浆砌石 筑成，坝轴 线一般为直 线，并有垂 直于坝轴线 方向的横缝 将坝体分成 若干段.
vo gD 2 =250-1000时 ，为频率10%波高h10% vo
gh gD 3 12 0.0076 o ( 2 ) v 2 vo vo
水工建筑物重力坝剖面设计+构造+地基处理
hh1h0hc
式中：
h1——波浪高度； h0——波浪中心线高出静水位的高度； hc——安全超高，按表6-2采用。
注：在计算h1和h0时，设计和校核情况应采用不同的计算风速值。
表6-2 安全超高值（单位：m）
坝的级别 运用情况
1
2
3
设计情况 （基本组合）
0.7
0.5
0.4
校核情况 （特殊组合）
0.5
0.4
道进口布置和操作。 缺点：上游折坡点要结合应力和管道进口布置高程选定，
要验算折坡点截面的强度和稳定。一般在坝 高的 1/3~2/3的范围内。 （3）上游坝面略呈倾斜 （实用剖面（3）） 优点：增加坝体自重，利用部分水重增加坝的稳定 性， 可避免库空时下游产生过大拉应力。 缺点：不便于布置和操作坝身过水管道进口控制设备 适用：fˊ、c ˊ 较小情况。
可采用优化方法，进行重力坝剖面优化设计。
1. 确定描述坝体体形的设计参数； 2. 建立目标函数：一般取结构的重量和造价，因重力坝的
造价主要取决于坝体砼方量，故取坝体体积作为目标函 数； 3. 确定约束条件：如稳定约束、应力约束、几何约束等； 4. 优化计算：目标函数和约束条件都是设计参数的非线性 函数，因此重力坝的优化设计是一个非线性规划问题。
不影响枢纽中其它建筑物的正常运行。
一、孔口设计
（一）孔口型式 （枢纽泄水方式 ） 根据泄水孔的位置以及坝顶是否有胸墙，泄水重力坝孔
口型式 （泄水方式 ）可分为坝顶溢流式（或称表孔溢 流）、大孔口溢流式和深式泄水孔三种。
（1）坝顶溢流式（表孔溢流） 特点： ① 下泄流量Q与成H03/2正比（H0为
水工建筑物
赖国伟
2020年5月21日
重力坝的剖面详图
第二章 重力坝
第一节 概述
• 对坝的认识
1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝； 3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
重力坝的剖面详图
基本概念
• 定义：是用混凝土或浆砌石筑的大体积挡水建 筑物.
• 工作原理:在水压力及其他荷载作用下,依靠坝体 自重在坝面产生的抗滑力来抵抗水平水压力产 生的滑动力以达到稳定要求;利用坝体自重在水 平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引 起的拉应力以满足强度要求. 1、重力坝的基本剖面：做成上游面接近铅直 的呈三角形断面，或稍倾向上游的三角形断 面。 2、受力简图可以视作倒置的悬臂梁
坝顶布置
● 坝顶结构布置的原则：安全、经济、合理、实用。
●坝顶结构型式：坝顶部分伸向上游；坝顶部分伸向下 游，并做成拱桥或桥梁结构型式；坝顶建成矩形实体结构， 必要时为移动式闸门启闭机铺设隐型轨道。
● 坝顶排水：一般都排向上游。
● 坝顶防浪墙：高度一般为1.2m，厚度应能抵抗波浪及 漂浮物的冲击，与坝体牢固地连在一起，防浪墙在坝体分 缝处也留伸缩缝，缝内设止水。
自重 初步设计时可取混凝土的重度 24kN/m³； 施工详图阶段由现场混凝土试验决定； 当计算深层滑动时，还应考虑岩体的自重。
（计算自重时，坝上永久性的固定设备，如闸门、固定式启闭 ） 机的重量也应计算在内，坝内较大的孔洞应该扣除。
溢流坝坝面水压力计算
静水压力
• 静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载。分
一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘结强度越大、 渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越小，主要由强度条 件控制。反之，摩擦系数和粘结强度越小，渗压折减系数 越小，坝底宽度就越大，且主要由抗滑稳定条件控制。
第一节 概述
• 对坝的认识
1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝； 3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
重力坝的剖面详图
基本概念
• 定义：是用混凝土或浆砌石筑的大体积挡水建 筑物.
• 工作原理:在水压力及其他荷载作用下,依靠坝体 自重在坝面产生的抗滑力来抵抗水平水压力产 生的滑动力以达到稳定要求;利用坝体自重在水 平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引 起的拉应力以满足强度要求. 1、重力坝的基本剖面：做成上游面接近铅直 的呈三角形断面，或稍倾向上游的三角形断 面。 2、受力简图可以视作倒置的悬臂梁
坝顶布置
● 坝顶结构布置的原则：安全、经济、合理、实用。
●坝顶结构型式：坝顶部分伸向上游；坝顶部分伸向下 游，并做成拱桥或桥梁结构型式；坝顶建成矩形实体结构， 必要时为移动式闸门启闭机铺设隐型轨道。
● 坝顶排水：一般都排向上游。
● 坝顶防浪墙：高度一般为1.2m，厚度应能抵抗波浪及 漂浮物的冲击，与坝体牢固地连在一起，防浪墙在坝体分 缝处也留伸缩缝，缝内设止水。
自重 初步设计时可取混凝土的重度 24kN/m³； 施工详图阶段由现场混凝土试验决定； 当计算深层滑动时，还应考虑岩体的自重。
（计算自重时，坝上永久性的固定设备，如闸门、固定式启闭 ） 机的重量也应计算在内，坝内较大的孔洞应该扣除。
溢流坝坝面水压力计算
静水压力
• 静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载。分
一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘结强度越大、 渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越小，主要由强度条 件控制。反之，摩擦系数和粘结强度越小，渗压折减系数 越小，坝底宽度就越大，且主要由抗滑稳定条件控制。
其他型式的重力坝
应力分析：
比较复杂，材力法不再适用，可用有限单 元法或结构模型试验法求解坝足稳定、强度和防渗要求。设计时应 考虑如下几个方面： 1、满足稳定、散热要求 1°水泥用量减少，容重降低，为稳定计采用振动 碾碾压，底部及两岸连接部位不平整，需垫常规砼。 2°廊道、管道周围应满足应力要求，需设在常 态砼内，发电引水钢管用坝后背管，坝内部分设在常 态砼内； 3°可以设横缝，也可不设。设缝时稳定分析同 前；不设时按整体计算。横缝在碾压后凝固前用振动 切缝机切成，缝内可充填聚氯乙烯板。
5. 混凝土重力坝施工期产生裂缝的原因是什么？防 止裂缝的主要措施是什么？ 6. 重力坝对地基有那些要求？为什么有这些要求？ 帷幕灌浆和固结灌浆的作用是什么？断层破碎带的 处理方式有哪些？ 7. 宽缝重力坝和空腹重力坝的结构特点是什么？他 们各自有哪些优缺点？ 8. 砌浆石重力坝对材料有哪些要求？它与混凝土重 力坝相比有哪些构造上的特点？
重力坝的主要缺点： 1°扬压力大； 2°材料强度不能充分利用； 3°坝体体积大，水泥用量多，水化热高， 散热条件差；
一、宽缝重力坝
宽缝重力坝的剖 面型式及构造特 点,见图
（1）它由实体重力坝横缝“加宽”而成，坝基渗水从宽 缝处排出，使扬压力减小同时作用面积减小，比实体重力 坝可节省10～20％。 （2）宽缝的存在增加侧向天然散热面，加快散热过程， 有利于温度控制； （3）坝段内厚度减薄，有利于充分利用材料强度； （4）坝内有宽缝便于观测检查； （5）根据不同坝段的地质条件，通过改变宽缝尺寸来调 节坝体重量，外观保持一致； （6）模板用量增加，倒悬模板拆装麻烦，施工复杂； （7）气温变化剧烈的地区，易产生表面裂缝；
2、满足强度要求
有三种配比材料：
1°贫胶凝材料，含量60～80kg/方砼，粉煤灰占30％； 2°中胶凝材料 低粉煤灰碾压砼，胶凝材料120㎏/方砼， 粉煤灰20～30％； 3°富胶凝材料 高粉煤灰碾压砼，胶凝材料150㎏/方砼， 粉煤灰50％；以低粉煤灰用得最多。 施工质量用稠度控制即用VC值控制。VC值用维勃稠度 测定仪测定。
重力坝
岩基上的重力坝
一、对坝的认识
1 3
2
坝的剖面详图 1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝；3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
坝的平面布臵
坝的剖面位臵
用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝 轴线方向的横缝将坝体分成若干段
六、 重力坝深式泄水孔
1、有压泄水孔 工作闸门布臵在出口，可以部分开启，出口低，利用的水头大，断 面尺寸较小。 缺点：闸门关闭时，孔内承受较大的内水压力对坝体应力和防渗都 不利，常需钢板衬砌。进口处设臵事故检修闸门、平常用来挡水。 2、无压泄水孔 工作闸门布臵在进口，为形成无压水流，需在闸门后将断面顶部升 高。（工作闸门前仍为有压段） 优点：闸门可以部分开启，明流段不用钢板衬砌，施工简便，干扰 少，有利于加快速度进度。 缺点：断面尺寸较大，削弱坝体。 国内重力坝多采用无压泄水孔。
十一、宽缝重力坝
（1）宽缝重力坝的特点 ①扬压力减小，抗滑稳定性相好 ②工程量节省约10%～20%； ③坝体混凝土的散热快； ④宽缝部位的模板用量大和宽缝倒坡部 位的立模复杂； ⑤分期导流不便。 （2）宽缝尺寸布臵 坝体上游坡通常取n=0.15～0.35， 下游坡取m=0.5～0.7，在强度容许 条件下，可适当加大缝宽比，放缓 上游坡。
优点：
1、安全可靠。但剖面尺寸较大，能抵抗水的渗漏，洪水漫顶， 地震或战争破坏的能力都比较强，因而失事率较低。
2、对地形、地质条件适应性强，坝体作用于地基面上的压应
力不高，所以对地质条件的要求也较低，低坝甚至可修建 在土基上。 3、枢纽泄洪容易解决，便于枢纽布臵；施工导流方便，便于 机械化施工。
一、对坝的认识
1 3
2
坝的剖面详图 1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝；3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
坝的平面布臵
坝的剖面位臵
用混凝土或浆砌石筑成，坝轴线一般为直线，并有垂直于坝 轴线方向的横缝将坝体分成若干段
六、 重力坝深式泄水孔
1、有压泄水孔 工作闸门布臵在出口，可以部分开启，出口低，利用的水头大，断 面尺寸较小。 缺点：闸门关闭时，孔内承受较大的内水压力对坝体应力和防渗都 不利，常需钢板衬砌。进口处设臵事故检修闸门、平常用来挡水。 2、无压泄水孔 工作闸门布臵在进口，为形成无压水流，需在闸门后将断面顶部升 高。（工作闸门前仍为有压段） 优点：闸门可以部分开启，明流段不用钢板衬砌，施工简便，干扰 少，有利于加快速度进度。 缺点：断面尺寸较大，削弱坝体。 国内重力坝多采用无压泄水孔。
十一、宽缝重力坝
（1）宽缝重力坝的特点 ①扬压力减小，抗滑稳定性相好 ②工程量节省约10%～20%； ③坝体混凝土的散热快； ④宽缝部位的模板用量大和宽缝倒坡部 位的立模复杂； ⑤分期导流不便。 （2）宽缝尺寸布臵 坝体上游坡通常取n=0.15～0.35， 下游坡取m=0.5～0.7，在强度容许 条件下，可适当加大缝宽比，放缓 上游坡。
优点：
1、安全可靠。但剖面尺寸较大，能抵抗水的渗漏，洪水漫顶， 地震或战争破坏的能力都比较强，因而失事率较低。
2、对地形、地质条件适应性强，坝体作用于地基面上的压应
力不高，所以对地质条件的要求也较低，低坝甚至可修建 在土基上。 3、枢纽泄洪容易解决，便于枢纽布臵；施工导流方便，便于 机械化施工。
重力坝
行时总重量为11800吨，总提升力为6000牛顿。
２.4 工期安排
三峡工程分三个阶段完成全部施工任务，全部 工期为17年。
第一阶段（1993-1997年）为施工准备及一期 工程，施工需5年，以实现大江截流为标志。
第二阶段（1998-2003年）为二期工程，施工 需6年，以实现水库初期蓄水、第一批机组发电和 永久船闸通航为标志。
第三阶段（2004-2009年）为三期工程，施工 需6年，以实现全部机组发电和枢纽工程全部完建 为标志。
工期安排
第一阶段（1993-1997年）：施工准备及 一期工程，工期为5年。利用中堡岛修建一 期土石围堰围护右岸叉河。一期基坑内修 建导流明渠和混凝土纵向围堰。同时，在 左岸岸坡修建临时船闸。江水及船舶仍从 主河槽通过。
第二阶段（1998-2003年）：二期工 程，工期为6年。修建二期上下游横向围 堰，与混凝土纵向围堰形成二期基坑。 进行河床泄洪坝段、左岸电站坝段和左 岸电站的建设。同时，在左岸修建永久 通航建筑物。二期导流期间，江水经导 流明渠下泄，船舶经导流明渠或临时船 闸通行。
第三阶段（2003-2009年）：三期工程， 工期为6年。修建三期碾压混凝土围堰， 拦断导流明渠。水库蓄水至135米高程。左 岸电站及永久船闸开始投入运行。三期围 堰与混凝土纵向围堰形成三期基坑，基坑 内修建右岸大坝和电站。三期导流期间， 江水经由泄洪坝段的永久深孔和22个临时 导流底孔下泄，船舶经永久船闸通行。
（5）泄洪建筑物布置：可布置于坝身；
（6）施工：体积大，可采用机械化施工；渡汛条件好；
（7）缺点：坝体中部材料强度没有充分利用，材料浪费
大；坝底面积大，扬压力大，对大坝稳定不利；施工期需采
取温控措施。
二.重力坝各坝型剖面
２.4 工期安排
三峡工程分三个阶段完成全部施工任务，全部 工期为17年。
第一阶段（1993-1997年）为施工准备及一期 工程，施工需5年，以实现大江截流为标志。
第二阶段（1998-2003年）为二期工程，施工 需6年，以实现水库初期蓄水、第一批机组发电和 永久船闸通航为标志。
第三阶段（2004-2009年）为三期工程，施工 需6年，以实现全部机组发电和枢纽工程全部完建 为标志。
工期安排
第一阶段（1993-1997年）：施工准备及 一期工程，工期为5年。利用中堡岛修建一 期土石围堰围护右岸叉河。一期基坑内修 建导流明渠和混凝土纵向围堰。同时，在 左岸岸坡修建临时船闸。江水及船舶仍从 主河槽通过。
第二阶段（1998-2003年）：二期工 程，工期为6年。修建二期上下游横向围 堰，与混凝土纵向围堰形成二期基坑。 进行河床泄洪坝段、左岸电站坝段和左 岸电站的建设。同时，在左岸修建永久 通航建筑物。二期导流期间，江水经导 流明渠下泄，船舶经导流明渠或临时船 闸通行。
第三阶段（2003-2009年）：三期工程， 工期为6年。修建三期碾压混凝土围堰， 拦断导流明渠。水库蓄水至135米高程。左 岸电站及永久船闸开始投入运行。三期围 堰与混凝土纵向围堰形成三期基坑，基坑 内修建右岸大坝和电站。三期导流期间， 江水经由泄洪坝段的永久深孔和22个临时 导流底孔下泄，船舶经永久船闸通行。
（5）泄洪建筑物布置：可布置于坝身；
（6）施工：体积大，可采用机械化施工；渡汛条件好；
（7）缺点：坝体中部材料强度没有充分利用，材料浪费
大；坝底面积大，扬压力大，对大坝稳定不利；施工期需采
取温控措施。
二.重力坝各坝型剖面
河海大学水工建筑物(重力坝)教学课件02-重力坝3 剖面设计
§5 重力坝的剖面设计
任务：选择一个既满足稳定和强度要求，又使体积最小、 施工简便、运行方便的剖面 方法：以整个工程的经济指标作为目标函数，进行优化设 计，获得最优剖面。 实际，简化分析，拟定基本剖面，核算、修改，确定剖面。
1. 基本剖面—base profile
在主要荷载作用下，满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三角形剖面。 任务：给定坝高H，求最小坝底宽度B，即确定三角形的上下游坡度。
2、空腹重力坝 1）特点 (1) 坝基扬压力减小 (2) 空腹内可设厂房 (3) 前后退分别浇筑，天然散热， 有利于温控 (4) 前腿深嵌，有利于稳定 (5) 有利于检查、检测 (6) 可加快前期施工 (7) 结构复杂，施工复杂，设计 难度加大 (8) 钢筋用量大，模板多
2）剖面设计和稳定应力分析 按实体重力坝拟定剖面， 设置空腹，再验算调整。 稳定——验算抗滑稳定 应力——材料力学法不 适用，用有限元和结构 模型试验
3）宽缝重力坝的稳定和应力分析
稳定分析方法与实体重力坝相同， 但应以整个坝段进行分析。由于 宽缝的存在，渗流水可从宽缝排 出，所以坝底部扬压力的分布与 实体重力坝略有不同。用折线 ABC表示沿截面宽度平均的渗透 压力分布。图中上游面仍为Hg0， 在排水线上为aHg0，a为渗压系数， 与实体重力坝相应，在C点处渗 透压力为零，该点距宽缝起点的 距离约为2b，b为宽缝部位坝段 的厚度。浮托力在整个坝段截面 上均等于H2g0，H2为下游水深。
The typical cross section of power house dam section
4. 重力坝型式改进
实体重力坝的缺点： (1) 坝基扬压力大 (2) 坝体工程量大，材料强度不能充分发挥 (3) 水化热大，温控不易
任务：选择一个既满足稳定和强度要求，又使体积最小、 施工简便、运行方便的剖面 方法：以整个工程的经济指标作为目标函数，进行优化设 计，获得最优剖面。 实际，简化分析，拟定基本剖面，核算、修改，确定剖面。
1. 基本剖面—base profile
在主要荷载作用下，满足坝基面稳定和应力控制条件的最小三角形剖面。 任务：给定坝高H，求最小坝底宽度B，即确定三角形的上下游坡度。
2、空腹重力坝 1）特点 (1) 坝基扬压力减小 (2) 空腹内可设厂房 (3) 前后退分别浇筑，天然散热， 有利于温控 (4) 前腿深嵌，有利于稳定 (5) 有利于检查、检测 (6) 可加快前期施工 (7) 结构复杂，施工复杂，设计 难度加大 (8) 钢筋用量大，模板多
2）剖面设计和稳定应力分析 按实体重力坝拟定剖面， 设置空腹，再验算调整。 稳定——验算抗滑稳定 应力——材料力学法不 适用，用有限元和结构 模型试验
3）宽缝重力坝的稳定和应力分析
稳定分析方法与实体重力坝相同， 但应以整个坝段进行分析。由于 宽缝的存在，渗流水可从宽缝排 出，所以坝底部扬压力的分布与 实体重力坝略有不同。用折线 ABC表示沿截面宽度平均的渗透 压力分布。图中上游面仍为Hg0， 在排水线上为aHg0，a为渗压系数， 与实体重力坝相应，在C点处渗 透压力为零，该点距宽缝起点的 距离约为2b，b为宽缝部位坝段 的厚度。浮托力在整个坝段截面 上均等于H2g0，H2为下游水深。
The typical cross section of power house dam section
4. 重力坝型式改进
实体重力坝的缺点： (1) 坝基扬压力大 (2) 坝体工程量大，材料强度不能充分发挥 (3) 水化热大，温控不易
3-4重力坝剖面设计
• 5.1.2 实用剖面 • （1）坝顶的宽度 • 根据施工、交通、设备安装等条件确定。 也可以由Bmin=(8~10)%H初步拟定 （Bmin为最小坝顶宽度）。 • 或根据漂浮物，冰压力等对坝体的冲击力 情况确定。
• （2）坝顶高程
• 坝顶在最高静水位上的超高： △h=h0+h1+hc • h0为波浪的中心线超过静水位的高度。 • h1为波浪高度。（考虑驻波时，为2倍） • hc为安全超高。
• 约束条件： • 在设计变量变动过程中，须满足的限制条 件。 • 抗滑稳定约束 • 应力约束 • 几何约束 • 求解方法： • 为非线性优化问题，可采用复合形法，序 列二次规划法，遗传算法等于地震荷载的计算，可行的方法是拟静 力法，而不是动力有限元法，因此，通常 基于材料力学法和刚体极限平衡法进行重 力坝剖面优化，结果再用其它方法进行验 算。 • 布置重力坝上机作业
• 三角形基本剖面的控制参数有：H、T、n、 m，（其中H由河流的水文水利规划确定， T可以表达为n、m的函数式）在满足经济、 安全的条件下可以由： 强度条件： 稳定条件： • 联立求解n、m。
• 根据工程经验，一般上游坝坡n取0～0.2， 下游坝坡m取0.6～0.8，底宽取T（ 0.7～ 0.9）H（坝高）。
重力坝的剖面设计
• 重力坝枢纽一般由非溢流坝段和溢流坝段 等组成。 • 非溢流重力坝剖面 • 5.1.1基本剖面
• 重力坝的主要荷载有静水压力、自重、扬 压力。其中静水压力P与H2成正比，为维持 坝体自身的稳定，重力坝的主要荷载自重 W也应与H2成正比。因此重力坝的基本剖 面为三角形，其中H为最高静水头。
重力坝的断面优化
• 必须满足两个条件： • （1）坝体和地基的应力不超过允许值。 • （2）抗滑稳定满足规范要求的安全系数。
重力坝的剖面详图
重力坝的结构组成
坝体
溢洪道
电站进水口
主体结构，由混凝土浇 筑而成，分为坝顶、坝
底和坝踵三个部分。
位于坝顶，用于排泄水 库超水位时的多余水量。
位于坝体内，是水电站 引水发电的入口。
闸门和启闭机
用于调节水库水位和放 水。
重力坝的工作原理
依靠坝体自重产生的压应力来平衡水压力，保持坝体稳定。
当水库水位升高时，水压力增大，坝体底部受到更大的压应力，但坝体自重产生的 压应力也相应增大，保持平衡状态。
基础剖面图
基础处理方式
重力坝的基础应进行必要 的处理，如清理、整平、 夯实和灌浆等，以提高基 础的承载能力和稳定性。
基础排水设施
为了防止基础被水侵蚀和 浸泡，基础应设置排水设 施，如排水沟、排水孔和 集水井等。
基础混凝土标号
基础所使用的混凝土标号 应根据基础的承载能力和 耐久性等要求来确定。
03
胡佛大坝
美国胡佛大坝位于拉斯维加斯以东， 是著名的水利工程，通过重力坝的建 设，形成了米德湖，为周边地区提供 灌溉和发电。
05
重力坝的未来发展与展望
技术创新与改进
智能化监测
01
利用物联网、大数据和AI技术，实现对重力坝的实时监测和预
警，提高安全性和稳定性。
新型材料应用
02
研发和应用新型高强度、耐久性材料，提高重力坝的抗灾能力
重力坝的剖面详图
contents
目录
• 重力坝概述 • 重力坝剖面详图 • 重力坝的优缺点 • 重力坝的应用与实例 • 重力坝的未来发展与展望
01
重力坝概述
重力坝的定义与特点
定义
重力坝是一种依靠自身重量产生 的压应力来平衡水压力的挡水建 筑物。
第二章重力坝
第一章重力坝第一节概述引言：重力坝是主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求的挡水建筑物。
在世界坝工史上是最古老，也是采用最多的坝型之一。
非溢流坝剖面形式、尺寸的确定，将影响到荷载的计算、稳定和应力分析，因此，非溢流坝剖面的设计以及其它相关结构的布置，是重力坝设计的关键步骤。
本节主要介绍：重力坝的特点、重力坝的分类、非溢流坝剖面设计的基本原则、基本剖面及实用剖面混凝土重力坝示意图我国已建的重力坝：刘家峡148m，新安江105m，三门峡106m，丹江口110m，丰满、潘家口等，其中，高坝有20余座。
其中三峡混凝土重力坝和龙滩碾压混凝土重力坝分别高达175米和216.5米。
重力坝坝轴线一般为直线，垂直坝轴线方向设横缝，将坝体分成若干个独立工作的坝段，以免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引起坝体开裂。
为了防止漏水，在缝内设多道止水。
垂直坝轴线的横剖面基本上是呈三角形的，结构受力形式为固接于坝基上的悬臂梁。
坝基要求布置防渗排水设施。
一、重力坝的特点1.优点：●工作安全，运行可靠。
重力坝剖面尺寸大，坝内应力较小，筑坝材料强度较高，耐久性好。
因此，抵抗洪水漫顶、渗漏、侵蚀、地震和战争等破坏的能力都比较强。
据统计，在各种坝型中，重力坝失事率相对较低。
●对地形、地质条件适应性强。
任何形状的河谷都可以修建重力坝。
对地质条件要求相对较低，一般修建在岩基上，当坝高不大时，也可修建在土基上。
●泄洪方便，导流容易。
可采用坝顶溢流，也可在坝内设泄水孔，不需设置溢洪道和泄水隧洞，枢纽布置紧凑。
在施工期可以利用坝体导流，不需另设导流隧洞。
●施工方便，维护简单。
大体积混凝土，可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑等环节都比较方便。
在后期维护，扩建，补强，修复等方面也比较简单。
●受力明确，结构简单。
重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构简单，受力明确，稳定和应力计算都比较简单。
2.缺点：●坝体剖面尺寸大，材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。
水利水电工程概论：第四章1节重力坝
5．断层、软弱夹层和溶洞的处理
(1)倾角较陡的断层破碎带处理： 在坝基范围内单独出露的断层破碎带，可将适当 深度内的断层、破碎带及其两侧风化岩石挖除或 挖至较完整的岩体。
(2) 软弱夹层的处理：
a 、对于浅埋的夹层，可采用明挖清除，再回
填混凝土加固；
b 、对于深层的夹层，视其对坝体稳定和基础
沉降危害的程度，确定是否需要处理。
按坝体的结构型式分类可分为： 实体重力坝 宽缝重力坝 空腹重力坝
五、重力坝的荷载
作用于重力坝的主要荷载有：
①自重；
②静水压力； ③扬压力； ④动水压力； ⑤冰压力；
⑥泥沙压力；
⑦浪压力； ⑧地震力； ⑨温度及其他荷载。
七、 重力坝的材料及构造
1、混凝土材料 2、混凝土分区 3、横缝 4、纵缝 5、施工缝 6、坝体排水 7、廊道系统
重力坝的剖面详图
1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝； 3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
三、重力坝的优点及缺点
1、工作安全，运行可靠 2、对地形、地质条件适应能力强
优 点
3、泄洪方便、导流容易 4、施工方便、维护简单 5、受力明确、结构简单
1．混凝土材料
水工混凝土除要求有足够的强度以外，还要有一定的 耐久性，包括抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、抗磨性和 低热性等。
耐久性：包括抗渗、抗冻、抗磨和抗侵蚀等。 抗渗性：是指混凝土抵抗压力水渗透作用而不被破坏的能力。
抗冻性：抗冻性指混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环作用 而不严重降低强度的性能
抗磨性：是指抗高速水流或挟沙水流的冲刷、磨损作用的性能 抗侵蚀性：是指混凝土抵抗环境水侵蚀的性能
《水工建筑物》第二章__重力坝解析
•
式中：q —相应反弧段上的单宽流量(m3/s.m)； r—水的密度； v —反弧段最低处的断面平均流速(m/s)；
四、扬压力
• 1、坝底扬压力形成原因： • ①上下游水位差； • ②砼、岩石都是透水材料。 • 由于基岩节理裂隙很不规则，难以求出坝底扬压力的准确 分布，故通常加定扬压力从坝踵到坝趾成直线变化。 • α为扬压力折减系数与岩体的性质和构造，帷幕深度和厚 度，灌浆的质量，排水孔的直径、间距、深度等有关。 • 规范规定：河床坝段α=0.2～0.3;岸坡坝段α=0.3～0.4
2 0.45 ghm gHm 0.7 0.0018 ( gD / vo ) 0.13th 0.7( 2 ) th 2 2 0.7 vo vo 0.13th 0.7( gHm / vo )
gTm ghm 0.5 13.9( 2 ) vo vo
当
Hm 0.5时, Lm
八、地震作用力
1、地震作用概念：在地震区建坝，必须考虑地震的影 响。地震时，地震力施加于结构上的动态作用。重力坝抗震 计算应考虑的地震作用为：应包括建筑物自重及其上部永久 设备自重所产生的地震惯性力；地震作用于库内水介质后而 产生的地震动水压力以及地震动土压力。一般情况下，进行 抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位。地震对建筑物的 影响程度，常用地震烈度表示。地震烈度分为12度。烈度越 大，对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。 2、在考虑地震作用时，常用到地震的基本烈度和设计 烈度。基本烈度是指建筑物所在地区在50年期限内，一般场 地条件下，可能遭遇超越概率P50为0.10的地震烈度。设计 烈度：抗震设计时实际采用的地震烈度。
第二节 重力坝上的作用及作用效应组合
• （2）可变作用：指在设计基准期内量值随时间变化，且变 化与平均值相比不可忽略的作用； 包括: 静水压力、扬压力、动水压力、浪压力、外水压力、风 雪荷载、冰压力、温度作用、灌浆压力等。 • （3）偶然作用：指在设计基准期内出现概率很小，一旦出 现量值很大且持续时间很短的作用， • 包括：地震作用、校核洪水位时的静水压力等。 • 采用分项系数设计方法时，设计表达式中作用变量所采用 的值，称为设计代表值。 • 对永久作用和可变作用的代表值应采用作用的标准值，偶 然作用的代表值按有关规范确定。
水工建筑物第六章 重力坝剖面设计构造地基处理PPT课件
Δh设、Δh校按（6-26）式分别计算。
当坝顶设防浪墙时，对1、2级坝，在可能最大洪水情况下， 坝顶高程不得低于相应的静水位，防浪墙顶高程不得低于 波浪顶高程。
10
图6-25为典型的坝顶结构图。 ➢ 由于布置上的要求，有时需将坝顶部分地伸出坝外(图6-25 a)；
➢ 当要求的坝顶较宽时，也可做成桥梁结构型式（图6-25 c）。
31
溢流剖面设计：
① 堰顶上游堰曲线（a0段）：一般采用三 心园曲线或椭圆。
② 下游0b曲线：一般采用WES曲线或克— 奥曲线。
WES曲线：Xn=K(Hd)n-1y Hd为定型设计水头，一般取堰顶上最大水 头的75% ～ 95%。 K、n为与上游堰面倾斜坡度有关的系数。 当坝面垂直， k=2 、 n=1.85; 当坝面倾斜， k=1.936 、n=1.836
32
③ bc直线段：坡度与一般非溢流坝一致。
④ cd为反弧段：应使水流平顺进入下游 消能段。
反开时，反弧段最低点水深，
可按能量方程求解。
⑤ de为挑流消能段：由溢流坝下游消能
型式确定。
若为挑流消能，挑坎末端挑角：250 ～ 300 。
挑坎末端高程：高于下游最高尾水位或与下游
4
三、实用剖面 实用剖面：考虑运行要求和其它荷载影响，对基本剖面
进行修改之后的剖面。 从理论上讲，基本剖面虽然经济，但不实用，因为 ： 1°坝顶不能是一个尖顶，不便于施工、运行管理和交通。 2°坝高不能刚好与水位齐平，必须有一定的超高。 3°厂房坝段需设闸门和拦污栅，希望上部做成垂直的。
5
非溢流重力坝实用剖面：常见的有三种形式，即上游 面为铅直的、倾斜的或部分倾斜的。
（1）铅直上游坝面（实用剖面（1）） 优点：便于布置和操作坝身过水管道进口控制设备。 缺点：经济性不明显。 适用：坝基fˊ、c ˊ 较大，剖面由应力条件控制。 （2）上游坝面上部铅直、下部倾斜 （实用剖面（2）） 优点：利用部分水重增加坝的稳定性，上部仍能便于管
当坝顶设防浪墙时，对1、2级坝，在可能最大洪水情况下， 坝顶高程不得低于相应的静水位，防浪墙顶高程不得低于 波浪顶高程。
10
图6-25为典型的坝顶结构图。 ➢ 由于布置上的要求，有时需将坝顶部分地伸出坝外(图6-25 a)；
➢ 当要求的坝顶较宽时，也可做成桥梁结构型式（图6-25 c）。
31
溢流剖面设计：
① 堰顶上游堰曲线（a0段）：一般采用三 心园曲线或椭圆。
② 下游0b曲线：一般采用WES曲线或克— 奥曲线。
WES曲线：Xn=K(Hd)n-1y Hd为定型设计水头，一般取堰顶上最大水 头的75% ～ 95%。 K、n为与上游堰面倾斜坡度有关的系数。 当坝面垂直， k=2 、 n=1.85; 当坝面倾斜， k=1.936 、n=1.836
32
③ bc直线段：坡度与一般非溢流坝一致。
④ cd为反弧段：应使水流平顺进入下游 消能段。
反开时，反弧段最低点水深，
可按能量方程求解。
⑤ de为挑流消能段：由溢流坝下游消能
型式确定。
若为挑流消能，挑坎末端挑角：250 ～ 300 。
挑坎末端高程：高于下游最高尾水位或与下游
4
三、实用剖面 实用剖面：考虑运行要求和其它荷载影响，对基本剖面
进行修改之后的剖面。 从理论上讲，基本剖面虽然经济，但不实用，因为 ： 1°坝顶不能是一个尖顶，不便于施工、运行管理和交通。 2°坝高不能刚好与水位齐平，必须有一定的超高。 3°厂房坝段需设闸门和拦污栅，希望上部做成垂直的。
5
非溢流重力坝实用剖面：常见的有三种形式，即上游 面为铅直的、倾斜的或部分倾斜的。
（1）铅直上游坝面（实用剖面（1）） 优点：便于布置和操作坝身过水管道进口控制设备。 缺点：经济性不明显。 适用：坝基fˊ、c ˊ 较大，剖面由应力条件控制。 （2）上游坝面上部铅直、下部倾斜 （实用剖面（2）） 优点：利用部分水重增加坝的稳定性，上部仍能便于管
非溢流重力坝的剖面设计PPT课件
1、设计变量
上、下游坝面的坡率n、m，坝顶距上、下游起坡点的高度 yn和ym。
2、建立目标函数V(x) 3、确定约束条件
如稳定约束、应力约束、几何约束等。
4、选择求解方法
目标函数和约束条件都是设计参数的非线性函数，因此重力
坝的优化设计是一个非线性规划问题。
第6页/共10页
下一节
• 采用铅直的上游坝面，适用于坝基摩擦系数较 大，由应力条件控制坝体剖面的情况。
优点：便于布置和 操作坝身过水管道进 口控制设备
缺点：由于在上游 面为铅直的基本三角 形剖面上增加坝顶重 量，空库时下游坝面 可能产生拉应力。
第7页/共10页
• 工程中经常采用的剖面形态
特点：上游坝面上部铅直 而下部呈倾斜，即可利用部 分水重来增加稳定性，又可 保留铅直的上部便于管道进 口布置设备和操作的优点。
三、实用剖面
1、 坝顶宽度 根据施工、交通、设备安装等条件确定。 一
般B=(8～10)%H，且不小于2m。 或根据漂浮物，冰压力等对坝体的冲击力情
况确定。 2、坝顶高程
坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防 浪墙顶的高程应高于波浪顶高程。防浪墙顶与 正常蓄水位或校核洪水位的高差Δh按下式计算：
第2页/共10页
第3页/共10页
坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算后选 用较大值：
防浪墙顶高程 = 正常蓄水位+△h正 防浪墙顶高程 = 校核洪水位+△h校 坝顶高程＝最大值 - 1.2 m
第4页/共10页
3、剖面形态
有基本剖面修改为适用剖面，有三种常 用的形态，如图：
图（a）
图（b）
第5页/共10页
图（c）
四、实用断面的优化设计
二、重力坝基本剖面
上、下游坝面的坡率n、m，坝顶距上、下游起坡点的高度 yn和ym。
2、建立目标函数V(x) 3、确定约束条件
如稳定约束、应力约束、几何约束等。
4、选择求解方法
目标函数和约束条件都是设计参数的非线性函数，因此重力
坝的优化设计是一个非线性规划问题。
第6页/共10页
下一节
• 采用铅直的上游坝面，适用于坝基摩擦系数较 大，由应力条件控制坝体剖面的情况。
优点：便于布置和 操作坝身过水管道进 口控制设备
缺点：由于在上游 面为铅直的基本三角 形剖面上增加坝顶重 量，空库时下游坝面 可能产生拉应力。
第7页/共10页
• 工程中经常采用的剖面形态
特点：上游坝面上部铅直 而下部呈倾斜，即可利用部 分水重来增加稳定性，又可 保留铅直的上部便于管道进 口布置设备和操作的优点。
三、实用剖面
1、 坝顶宽度 根据施工、交通、设备安装等条件确定。 一
般B=(8～10)%H，且不小于2m。 或根据漂浮物，冰压力等对坝体的冲击力情
况确定。 2、坝顶高程
坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防 浪墙顶的高程应高于波浪顶高程。防浪墙顶与 正常蓄水位或校核洪水位的高差Δh按下式计算：
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第3页/共10页
坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算后选 用较大值：
防浪墙顶高程 = 正常蓄水位+△h正 防浪墙顶高程 = 校核洪水位+△h校 坝顶高程＝最大值 - 1.2 m
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3、剖面形态
有基本剖面修改为适用剖面，有三种常 用的形态，如图：
图（a）
图（b）
第5页/共10页
图（c）
四、实用断面的优化设计
二、重力坝基本剖面
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剖面选择：对中、低重力坝可以采用工程类比法，参照类 似的已建工程，拟定坝体剖面尺寸，然后对坝体控制截面 进行强度和稳定验算，并根据计算结果进行调整，直到满 足设计要求为止
第三节 重力坝的荷载及组合
• 重力坝的荷载
–作用于重力坝的主要荷载有：①自重；② 静水压力；③扬压力；④动水压力；⑤冰压 力；⑥泥沙压力；⑦浪压力；⑧地震力；⑨ 温度及其他荷载
坝顶布置
● 坝顶结构布置的原则：安全、经济、合理、实用。 ●坝顶结构型式：坝顶部分伸向上游；坝顶部分伸向下 游，并做成拱桥或桥梁结构型式；坝顶建成矩形实体结构， 必要时为移动式闸门启闭机铺设隐型轨道。 ● 坝顶排水：一般都排向上游。 ● 坝顶防浪墙：高度一般为1.2m，厚度应能抵抗波浪及 漂浮物的冲击，与坝体牢固地连在一起，防浪墙在坝体分 缝处也留伸缩缝，缝内设止水。
非溢流重力坝剖面设计
重力坝的基本断面一般是指在水压力(水位与坝顶齐平) 、自重和扬压力等主要荷载作用下，满足稳定、强度 要求的最小三角形断面。 • 一、设计原则 1、满足稳定和强度要求 2、工程量少 3、便于施工 4、运用方便
基本剖面
因为作用于上游面的水压力呈三角形分布,所 以重力坝面是三角形。 当a>90时，即上游面为倒坡。库空时，三角形重 心可能超过底边三分点在下游面产生拉应力，而 且倒坡不便施工。 当a<90时，利用水重帮助稳定。但角度太小时， 库满时合力可能超过底边三分点（偏下游）在上 游面产生拉应力。上游面坡度越缓，第一主应力 越易成为拉应力，故a角不宜太小。
第二章 重力坝
第一节 概述
• 对坝的认识
1-非溢流重力坝； 2-溢流重力坝； 3-横缝； 4-导墙； 5-闸门； 6-坝内排水管； 7-检修、排水廊道； 8-基础灌浆廊道； 9-防渗帷幕； 10-坝基排水孔
重力坝的剖面详图
基本概念
• 定义：是用混凝土或浆砌石筑的大体积挡水建 筑物. • 工作原理:在水压力及其他荷载作用下,依靠坝体 自重在坝面产生的抗滑力来抵抗水平水压力产 生的滑动力以达到稳定要求;利用坝体自重在水 平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引 起的拉应力以满足强度要求. 1、重力坝的基本剖面：做成上游面接近铅直 的呈三角形断面，或稍倾向上游的三角形断 面。 2、受力简图可以视作倒置的悬臂梁
实用剖面
• 根据运用和交通要求，坝顶应有足够的宽度， 无特殊要求，坝顶宽=8-10%坝高，但不得小于 3米，如有运用和交通要求，应满足这些要求。 • 坝顶高于水库水位的高度△h计算：
h h1% hz hc
• 坝顶高度=设计洪水位+△h 坝顶高程或防浪墙顶
高程，按设计洪水位、 校核洪水位两种情况 分别计算，并选用较 大值。
淤沙压力
s 1 2 2 Psk= sb hs tg (45 ) 2 2
扬压力
1、坝底扬压力形成原因： ①上下游水位差；②砼、岩石都是透水 材料。
–由于基岩节理裂隙很不规则，难以求出坝底扬压力 的准确分布，故通常加定扬压力从坝踵到坝趾成直 线变化。 –α为扬压力折减系数与岩体的性质和构造，帷幕深 度和厚度，灌浆的质量，排水孔的直径、间距、深 度等有关。
官厅水库公式（适用于峡谷水库）
ghl V0 gL
V0
2
2
0.0076 V0
0.331 V0
1 12
(
gD
2
1 2.15
(
V0 gD
2
)
1 3
V0
)
1 3.75
2H hz cth L L
2 l
h
坝顶高程或坝顶上游防浪墙墙顶高程按下式计 算，并选用较大值： 坝顶或防浪墙顶高程=设计洪水位+△h设 坝顶或防浪墙顶高程=校核洪水位+△h校 当坝顶设防浪墙时，坝顶高程不得低于相应的 静水位，防浪墙顶高程不得低于波浪顶高程。
自重
初步设计时可取混凝土的重度 24kN/m³ ；
施工详图阶段由现场混凝土试验决定； 当计算深层滑动时，还应考虑岩体的自重。 （计算自重时，坝上永久性的固定设备，如闸门、固定式启闭 机的重量也应计算在内，坝内较大的孔洞应该扣除。 ）
溢流坝坝面水压力计算
静水压力
• 静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载。分 解为水平水压力（PH）和垂直水压力（PV）。 溢流堰前水平水压力以（PH1）表示 • PV=Vwγw （kN/m） • PH=½ γw H2 （kN/m） • PH1 =½ γw （H2-h2） （kN/m） • 式中 Vw——斜坡面上水体体积（m3）； • H——计算点处的作用水头（m）； • h——堰顶溢流水深（m）； • w——水的重度（kN/ m3）。
重力坝的工作特点
• • • • • • 安全可靠 对地形、地质条件适应性强 枢纽泄洪问题容易解决 便于施工导流 施工方便 结构作用明确
优
点
重力坝的工作特点
• 坝体应力较低，材料强度不能充分发挥 作用
• 坝体与地基接触面积大，对坝体稳定不 利的扬压力也相应大 • 坝体体积大，由于施工期混凝土的水化 热和硬化收缩，将产生不利的温度应力 和收缩应力
动水压力ห้องสมุดไป่ตู้
• 在溢流面上作用有动水压力，坝顶曲线和下游面直线段 上的动水压力很小，可忽略不计。只计算反弧段上的动 水压力。 • 计算时假定水流为匀速流，流速为V，如果忽略水重W， 侧面水压力p1和p2，则可以直接由动量方程求出作用于 整个反弧上的水压力水平分量和垂直分量。
Pxr q wv(cos2 cos1 ) Pyr q wv(sin 2 sin 1 )
缺 点
类型
• • • • 按高度分： 30m 70m 按泄水条件分：溢流 非溢流 按筑坝材料分：混凝土 浆砌石 按坝体的结构形式分：实体 宽缝 空腹 预应力锚固
重力坝的布置和设计内容
• 布置：轴线 溢流坝段 非溢流坝段 导 墙 边墩。。 • 设计内容：剖面设计 稳定分析 应力分 析 构造设计 地基处理 溢流重力坝和 泄水孔的孔口设计 检测设计
规律： 1）施工运用方便多做成a=90 2）f较低时，为满足稳定，减小a角，利用水重 3）工程经验 m=0.6—0.8（下游坡）n=0—0.2（上游坡） 一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘结强度越大、 渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越小，主要由强度条 件控制。反之，摩擦系数和粘结强度越小，渗压折减系数 越小，坝底宽度就越大，且主要由抗滑稳定条件控制。