重力坝习题讲解(黄嘉秋)资料讲解
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各种荷载计算成果表：
2.10×10
3
PART TWO
沿坝基抗滑稳定计算
.
沿坝基抗滑稳定计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
02
来自百度文库
05
03
抗剪强度公式：
K f(WU) P
抗剪断强度公式：
K' f'(WU)c'A P
其他荷载。
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（1）坝体自重： 设坝踵处坐标为（0,0）
矩形部分自重：W1= γhV1=24×9×85×1=18360（kN），作用点（4.5,42.5），方向： ↓ 三角形部分自重： W2= γhV2=24×（1/2×51×68×1）=41616（kN），作用点（26,22.67），方向： ↓ 坝体总自重：W= W1+ W2=59976（kN），作用点（19.42,28.74），方向： ↓
G 为产生地震惯性力的建筑物总重力
重力： GEa=W1= 1.84×104 KN 质点a的高度：ha=85/2=42.5m GEb=W2==4.16×104 KN 质心b的高度：hb=68/3=22.67m
动态分布系数:
a1.414 1.6 8 1 4140 41 0( 48 4. 5 25 )(4 48 .5 2 4 5 ).6 1 41 614040(28.6 25)7 4 1 1..0 7 9 51.61
坝底扬压力∑U = U1+U2+U3+U4 = 15190=1.52×104KN （↑）
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（4）水平向地震惯性力：
Fi=αhξGEiαi/g 其中，①水平向设计地震加速度αh=0.1g
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（2）水压力： 1）上游面： 水平水压力 P上H = 1/2γWH12 = 1/2×9.8×802 ×1 =31360= 3.14×104 KN (方向：→） 2）下游面： 水平水压力 P下H = 1/2γWH22 = 1/2×9.8×152 ×1 =1102.5= 1.10×103KN （方向：←） 铅直水压力 P下V = 倾斜面上水重 = VWγW = 9.8 ×（1/2×15×11.25×1）= 826.875=0.83×103KN （方向： ↓）
作业1
PART ONE
荷载计算
（以单位坝段为研究对象）
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
1、自重
2、静水 压力
3、扬压 力
4、地震 惯性力
作用于重力坝上的荷载主要有：（1）坝体及坝上永久设备的自重；（2）上、下游坝面上的净水压 力及溢流坝面上的动水压力；（3）扬压力；（4）淤积于坝前的淤沙压力；（5）浪压力；（6）冰 压力；（7）土压力；（8）地震作用所产生的地震惯性力、地震动水压力和地震动土压力；（9）
②地震作用折减系数ε=0.25
分区：分为长方体和三角体2块。
③集中在质点i的重力GEi ④质点i的动态分布系数
重力坝质点i的动态分布系数αi：
i
1.4 14(hi / H)4
n
14
GEj
G j1 E
(hj
/ H)4
其中，hi、 hj为质点i、j的高度；
GEi 、GEj分别为集中在质点i、j的重力； H为坝高；
(2)特殊组合情况（考虑地震）
K=1.13>1.00 K'=3.54>2.3
结论：特殊荷载组合下重力 坝满足沿坝基面的抗滑稳定。
综上可知，坝基满足抗滑稳定。
306.25 784
浮托力U1=147×60×1=8.82×103KN （↑） 147
长方形渗透压力U2=（306.25-147）×5×1=796.25=0.80×103KN（↑）
三角形3渗透压力U3=1/2×55× （306.25-147） ×1=4379.375=4.38×103KN（↑）
三角形4渗透压力U4=1/2×5×(784-306.25)=1194.375=1.19×103KN（↑）
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（3）坝底扬压力：
坝踵处扬压力强度：γWH1=9.8×80=784 kPa 坝趾处扬压力强度:γWH2=9.8×15=147 kPa 排水孔幕处扬压力强度:γWH2+αγW（H1-H2）=147+9.8×（80-15）=306.25kPa 坝底扬压力 = 浮托力1+长方形渗透压力2+三角形渗透压力3+三角形渗透压力4
2.10×103
沿坝基抗滑稳定计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
(1)基本组合情况（不考虑地震） K=1.20>1.05 K’=3.79>3.0
结论：基本荷载组合下重力 坝满足沿坝基面的抗滑稳定。
抗滑稳定 安全系数
《水工建筑物》
重力坝习题讲解
黄嘉秋 2016年4月6日
（1）基本资料： 坝体剖面尺寸如图1，该坝为2级建筑物， 地震烈度7度，只考虑水平向地震惯性力。 帷幕处扬压力折减系数0.25。混凝土容重 γh＝2.4×104N/m3，f=0.8，f′＝1.2，c′＝ 1MPa。
作业1
（2）提交成果
01 各种荷载的计算成果表 02 沿坝基面抗滑稳定计算成果及结论 03 不考虑扬压力时坝基面的边缘应力成果
同理，αb=1.31 结果：Fa=0.1×9.8×0.25×1.84×104×1.61/9.8=7.41×102KN (→）
Fb=0.1×9.8×0.25×4.16×104×1.31/9.8=1.36×103KN
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
2.10×10
3
PART TWO
沿坝基抗滑稳定计算
.
沿坝基抗滑稳定计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
02
来自百度文库
05
03
抗剪强度公式：
K f(WU) P
抗剪断强度公式：
K' f'(WU)c'A P
其他荷载。
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（1）坝体自重： 设坝踵处坐标为（0,0）
矩形部分自重：W1= γhV1=24×9×85×1=18360（kN），作用点（4.5,42.5），方向： ↓ 三角形部分自重： W2= γhV2=24×（1/2×51×68×1）=41616（kN），作用点（26,22.67），方向： ↓ 坝体总自重：W= W1+ W2=59976（kN），作用点（19.42,28.74），方向： ↓
G 为产生地震惯性力的建筑物总重力
重力： GEa=W1= 1.84×104 KN 质点a的高度：ha=85/2=42.5m GEb=W2==4.16×104 KN 质心b的高度：hb=68/3=22.67m
动态分布系数:
a1.414 1.6 8 1 4140 41 0( 48 4. 5 25 )(4 48 .5 2 4 5 ).6 1 41 614040(28.6 25)7 4 1 1..0 7 9 51.61
坝底扬压力∑U = U1+U2+U3+U4 = 15190=1.52×104KN （↑）
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（4）水平向地震惯性力：
Fi=αhξGEiαi/g 其中，①水平向设计地震加速度αh=0.1g
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（2）水压力： 1）上游面： 水平水压力 P上H = 1/2γWH12 = 1/2×9.8×802 ×1 =31360= 3.14×104 KN (方向：→） 2）下游面： 水平水压力 P下H = 1/2γWH22 = 1/2×9.8×152 ×1 =1102.5= 1.10×103KN （方向：←） 铅直水压力 P下V = 倾斜面上水重 = VWγW = 9.8 ×（1/2×15×11.25×1）= 826.875=0.83×103KN （方向： ↓）
作业1
PART ONE
荷载计算
（以单位坝段为研究对象）
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
1、自重
2、静水 压力
3、扬压 力
4、地震 惯性力
作用于重力坝上的荷载主要有：（1）坝体及坝上永久设备的自重；（2）上、下游坝面上的净水压 力及溢流坝面上的动水压力；（3）扬压力；（4）淤积于坝前的淤沙压力；（5）浪压力；（6）冰 压力；（7）土压力；（8）地震作用所产生的地震惯性力、地震动水压力和地震动土压力；（9）
②地震作用折减系数ε=0.25
分区：分为长方体和三角体2块。
③集中在质点i的重力GEi ④质点i的动态分布系数
重力坝质点i的动态分布系数αi：
i
1.4 14(hi / H)4
n
14
GEj
G j1 E
(hj
/ H)4
其中，hi、 hj为质点i、j的高度；
GEi 、GEj分别为集中在质点i、j的重力； H为坝高；
(2)特殊组合情况（考虑地震）
K=1.13>1.00 K'=3.54>2.3
结论：特殊荷载组合下重力 坝满足沿坝基面的抗滑稳定。
综上可知，坝基满足抗滑稳定。
306.25 784
浮托力U1=147×60×1=8.82×103KN （↑） 147
长方形渗透压力U2=（306.25-147）×5×1=796.25=0.80×103KN（↑）
三角形3渗透压力U3=1/2×55× （306.25-147） ×1=4379.375=4.38×103KN（↑）
三角形4渗透压力U4=1/2×5×(784-306.25)=1194.375=1.19×103KN（↑）
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
（3）坝底扬压力：
坝踵处扬压力强度：γWH1=9.8×80=784 kPa 坝趾处扬压力强度:γWH2=9.8×15=147 kPa 排水孔幕处扬压力强度:γWH2+αγW（H1-H2）=147+9.8×（80-15）=306.25kPa 坝底扬压力 = 浮托力1+长方形渗透压力2+三角形渗透压力3+三角形渗透压力4
2.10×103
沿坝基抗滑稳定计算
Always believe that something wonderful is about to happen.
(1)基本组合情况（不考虑地震） K=1.20>1.05 K’=3.79>3.0
结论：基本荷载组合下重力 坝满足沿坝基面的抗滑稳定。
抗滑稳定 安全系数
《水工建筑物》
重力坝习题讲解
黄嘉秋 2016年4月6日
（1）基本资料： 坝体剖面尺寸如图1，该坝为2级建筑物， 地震烈度7度，只考虑水平向地震惯性力。 帷幕处扬压力折减系数0.25。混凝土容重 γh＝2.4×104N/m3，f=0.8，f′＝1.2，c′＝ 1MPa。
作业1
（2）提交成果
01 各种荷载的计算成果表 02 沿坝基面抗滑稳定计算成果及结论 03 不考虑扬压力时坝基面的边缘应力成果
同理，αb=1.31 结果：Fa=0.1×9.8×0.25×1.84×104×1.61/9.8=7.41×102KN (→）
Fb=0.1×9.8×0.25×4.16×104×1.31/9.8=1.36×103KN
重力坝荷载计算
Always believe that something wonderful is about to happen.