最新河海大学水利水工建筑物复试-重力坝
河海大学水工建筑物(重力坝)教学课件02-重力坝1 概述荷载
§2 重力坝的荷载及组合
一、 主要荷载 （1）自重—dead load / dead weight （2）水压力—water pressure / hydraulic pressure （3）扬压力—uplift pressure （4）冰压力—ice pressure （5）土压力—earth pressure / soil pressure （6）地震荷载—earthquake load / seismic load （7）温度荷载—load of temperature variation 设计重力坝时，应根据具体的应用条件确定各种荷载的大小， 并选择不同的荷载组合，用以验算坝体的稳定和强度。
一、重力坝的工作原理
稳定——依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水 压力，以达到稳定的要求。 应力——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，以满足强度的要求。
二、重力坝的特点
(1) 筑坝材料抗冲能力强 施工期可以利用较低的坝块或底孔导流。坝体断面形态适于 在坝顶布置溢洪道和坝身设置泄水孔，一般不需要另设河岸 溢洪道或泄洪隧洞。在坝址河谷狭窄而洪水流量大的情况下， 可以较好地适应这种自然条件，如：三峡、新安江、三门峡、 潘家口等。
(6) 体积大，水泥用量大，水化热高，散热差
水泥用量多，混凝土凝固时水化热高，散热条件差，且各 部浇筑顺序有先有后，因而同一时间内冷热不均，热胀冷 缩，相互制约，往往容易形成裂缝，从而削弱坝体的整体 性，所以混凝土重力坝施工期需有严格的温度控制和散热 措施。
三、重力坝的类型
按结构型式： 实体重力坝 宽缝重力坝 空腹重力坝 预应力重力坝 装配式重力坝 等
(1) 实体重力坝—solid gravity dam 优：设计施工方便，结构简单，应力分布明确 缺：内部应力小，材料浪费，坝基扬压力大 (2) 宽缝重力坝—slotted gravity dam 优：扬压力小，工程量小，便于坝内检查 缺：施工复杂，模板用量大 (3) 空腹重力坝—laced gravity dam 优：进一步降低扬压力，内部可设厂房 缺：施工复杂，腹孔附近存在一定的拉应力，需钢筋
河海水工建筑物 2-1重力坝概述
(3) 对地形、地质条件适应性好
几乎任何形状的河谷都可以修建重力坝。对地基要求高于土石坝， 低于拱坝及支墩坝。一般来说，具有足够强度的岩基均可满足要求， 因为重力坝常沿坝轴线分成若干独立的坝段，所以能较好地适应岩石 物理力学特性的变化和各种非均质的地质。当然仍应重视地基处理， 确保大坝的安全
§2-1 概述
一、重力坝的工作原理
①利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地 基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定 ②利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生 的拉应力
坝：站住 ~ 稳定、强度 水：蓄住 ~ 防渗
二、重力坝的特点
①断面尺寸大，抵抗渗漏、漫顶破坏的能力强， 在各种坝型中失事率最低 ②对地形地质条件适应性强 ③泄流问题容易解决 ④施工导流容易解决 ⑤体积大便于机械化施工 ⑥结构作用明确 ⑦由于体积大，材料强度不能充分利用 ⑧底部扬压力大，对稳定不利 ⑨由于体积大，水化热不易散发，温控要求高
笫二章 岩基上的重力坝 (CHAPTER 2 GRAVITY DAM ON ROCK FOUNDATION)
发展历史
重力坝主要依靠自重维持稳定，是一种古老而应用广泛的坝型。 19世纪以前，基本上采用毛石砌体筑坝 19世纪后期，由于新材料出现，逐渐采用混凝土筑坝。在筑坝实践和科 学试验的基础上，设计理论也不断提高 20世纪以来，由于混凝土工艺和施工机械的迅速发展，逐渐形成现代重 力坝，特点是采用有效的防渗排水措施减小扬压力，在施工中采用分缝、 灌浆和温度控制技术，可以修建高坝。特别是1930年代以后，高重力坝 日益增多，混凝土浇筑工艺日臻完善，出现了一些新坝型。
河海大学水工建筑物(重力坝)教学课件02-重力坝4 构造地基
3. 帷幕灌浆
帷幕灌浆：靠近上游坝基设一 排或几排钻孔，利用高压灌浆 填塞基岩内的裂隙和孔隙等渗 水通道，在基岩中形成一道相 对密实的阻水帷幕。 目的：①降低坝基的渗透压力， 减少渗流量； ②防止坝基内产 生机械或化学管涌。 确定帷幕深度、帷幕厚度、灌 浆孔布置、灌浆压力等
1）帷幕深度 根据基岩的透水性、水头、降低渗压的要求确定。一般达到 相对不透水层，需专门研究。
§6 重力坝的材料及构造
一、材料——混凝土（concrete） 1. 水工混凝土的特性指标 1） 混凝土的强度 组成：水泥（胶结材料）、骨料（石子、砂）、水、掺合 料 强度：随时间而增长
强度等级
由抗压强度标准值确定。按标准方法制作养护的15X15X15 cm3立方体试件、在28d龄期用标准试验方法测得的具有 95%保证率的抗压强度。
1. 温度变化
坝体混凝土的稳定温度取决于边界温度。气温、水温、地 温等周期性波动，坝体坝体混凝土温度也有波动，表层显 著，内部不显著、滞后。
2. 温度应力和温度裂缝
混凝土温度发生变化，其体积随之热胀冷缩，当混凝土块体受到约束、 不能自由伸缩时，就产生温度应力；当拉应力超过混凝土抗裂强度时， 就产生裂缝。
3、坝体排水
目的：减少渗水影响，降 低坝体中的渗透压力
方法：在上游坝面设排水 孔，间距2~3m，距上游 坝面(1/15~1/25)H，不小 于2m。
4、坝内廊道
§7 重力坝的地基处理
重力坝承受较大的荷载，对地基要求较高。然而天然基岩经受 长期地质构造运动及外界因素的作用，多少存在着风化、节理、 裂隙、破碎带等缺陷，在不同程度上破坏了基岩的整体性和均 匀性，降低了基岩的强度和抗渗能力。因此，必须对地基进行 适当的处理，以满足重力坝对地基的要求： 1.具有足够的强度，以承受坝体的压力 2.具有足够的整体性和均匀性，以满足坝基抗滑稳定和减少不 均匀沉陷的要求 3.具有足够的抗渗性，以满足坝基渗透稳定和减少渗漏的要求 4.具有足够的耐久性，以防止在水的长期作用下基岩性质发生 恶化 地基处理，一般包括坝基开挖清理，对基岩进行固结灌浆和防 渗帷幕灌浆，设置基础排水系统，对特殊软弱带如断层、破碎 带和溶洞等进行专门的处理。
河海大学《水工建筑学》第二章 岩基和的重力坝
第八节宽缝重力坝与空腹重力坝重力坝的主要缺点：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2.35图2.35 宽缝重力坝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、剖面尺寸坝段宽度L=16～24m 考虑：1°溢流坝段布置，孔数和尺寸；2°发电厂房的机组间距；3°施工条件；缝宽2S=(20～40)％L 2S↓宽缝的优点不明显；2S↑坝体腹部易产生拉应力；宽缝高: 满足施工导流、厂房引水管、稳定等要求。
–n: 可比实体重力坝略缓n=0.15～0.35–m: 可比实体重力坝略陡m=0.5～0.7–tu : 满足水力坡降和侧向传力要求；–tu=(0.08～0.12)H 不小于3m –td : 满足应力、施工和保温要求–td=3～5m 不小于2m–3、稳定和应力分析–稳定分析------方法同实体重力坝–不同之处：1°按１个坝段进行2°扬压力与实体坝不同图2.36 宽缝重力坝坝基扬压力应力分析：严格地讲是三维问题，实践经验表明：宽缝坝的应力分布接近平面状态，只是局部应力分布复杂。
分析时按两种问题处理：1°整体作为变厚度的平面问题来处理，整体应力分析用材力法，截面简化为工字形，假定坝体应力沿坝轴线厚度方向均匀分布，σy呈直线分布2°局部应力分析------头部二、空腹重力坝优点：1°有效地降低扬压力，节省工程量。
水工建筑物——重力坝习题及答案
第二章复习思考题1.结合重力坝的工作条件，分析其优缺点2.重力坝设计必须包括哪些主要内容？3.为什么扬压力对重力坝的应力及稳定均不利？4.画图表示岩基上混凝土实体重力坝设置了封闭的灌浆帷幕、排水孔幕的布置和抽排水设施时的扬压力图形。
5.为什么要进行荷载组合？什么是基本荷载和基本荷载组合，什么是特殊荷载和特殊荷载组合？6.重力坝抗滑稳定计算公式有哪几种？试比较各公式的基本理论、优缺点和适用条件。
7.提高重力坝抗滑稳定性有哪些措施？8.重力坝应力分析的目的是什么？9.重力坝应力分析的材料力学有哪几条基本假定？10.用材料力学法计算重力坝应力，其强度标准是什么？11.重力坝为什么要分缝？需要分哪些缝？12.纵缝有哪几种？各有什么优缺点？13.廊道有哪些作用？如何确定各种用途廊道的形式、尺寸和位置？布置廊道系统的原则是什么？14.坝身排水孔的作用是什么？距上游坝面的距离、孔距如何确定？15.重力坝对地基有哪些要求？为什么有这些要求？这些要求与天然地基的条件之间有哪些矛盾？16.试述重力坝固结灌浆的目的、设计内容、原则和方法。
17.试述重力坝防渗帷幕灌浆的目的、设计内容、原则和方法。
综合测试1.扬压力即为：（A）渗透压力；（B）浮压力；（C）渗透压力和浮压力之和；（D）渗透压力减去浮压力。
2.基本荷载是：（A）出现机会较多的荷载；（B）出现机会较少的荷载；（C）出现机会较多的荷载和出现机会较少的荷载之和；（D）基本荷载和一种或几种特殊荷载。
3.摩擦公式认为：（A）坝体与坝基为胶结状态；（B）坝体与坝基为接触状态；（C）坝体与坝基为连接状态；（D）坝体与坝基为作用状态。
4.材料力学法假定（A）水平截面上的垂直正应力呈曲线分布；（B）水平截面上的垂直正应力呈均匀分布；（C）水平截面上的垂直正应力呈不均匀分布；（D）水平截面上的垂直正应力呈直线分布。
5.应力的控制标准是：（A）上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）大于零；（B）上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）小于零；（C）上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）等于零；（D）上游坝基面垂直正应力（计入扬压力）不为零。
河海大学重力坝课程设计
河海大学重力坝课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握重力坝的定义、结构及其在水利工程中的应用；2. 了解重力坝的设计原理、施工技术及质量控制标准；3. 熟悉重力坝的稳定性分析、应力应变计算及安全性评价方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对重力坝进行初步设计和方案比选；2. 能够运用相关软件对重力坝进行稳定性分析、应力应变计算；3. 能够根据实际情况，对重力坝的安全性进行合理评价。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱水利事业，关注国家水利建设，增强社会责任感；2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，提高实践操作能力；3. 培养学生自觉遵循工程伦理，注重工程质量，树立良好的职业道德。
本课程针对河海大学学生特点，结合重力坝课程内容，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。
课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程学习，学生能够掌握重力坝的基本理论、设计方法和施工技术，为今后从事水利工程设计和施工奠定坚实基础。
二、教学内容1. 重力坝概述- 重力坝的定义、分类及特点- 重力坝在水利工程中的应用2. 重力坝设计原理- 设计基本原理和主要设计原则- 重力坝结构设计及稳定性分析- 荷载组合及荷载代表值3. 重力坝施工技术- 施工准备及施工组织设计- 施工工艺及质量控制- 施工安全及环保措施4. 重力坝应力应变计算- 应力应变基本理论- 重力坝应力应变分析方法- 相关软件操作及应用5. 重力坝安全性评价- 安全性评价标准和方法- 重力坝安全性评价流程- 案例分析及讨论教学内容按照课程目标进行科学性和系统性地组织，涵盖重力坝的基本理论、设计方法、施工技术、应力应变计算及安全性评价等方面。
教学大纲明确教学内容安排和进度，与教材章节相对应，确保学生能够逐步掌握重力坝相关知识。
通过本章节学习，学生将具备重力坝工程设计和施工的基本能力。
三、教学方法本章节采用多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。
河海大学复试水工建筑物资料官网简答判断填空汇总
河海⼤学复试⽔⼯建筑物资料官⽹简答判断填空汇总第⼀章绪论⼀、⽔资源与⽔利事业⼆、⽔⼯建筑物与⽔利枢纽三、河川⽔利枢纽对环境的影响四、⽔利枢纽与⽔⼯建筑物的等级划分五、⽔⼯建筑的发展六、本门学科的学习、研究⽅法第⼆章重⼒坝⼀、概述什么是重⼒坝；重⼒坝的⼯作原理与特点；重⼒坝的剖⾯形态；国内外著名的重⼒坝。
⼆、重⼒坝的荷载⾃重；⽔压⼒；扬压⼒；浪压⼒；冰压⼒；淤沙压⼒；地震荷载；荷载组合。
三、重⼒坝的稳定分析重⼒坝稳定问题的概念；稳定分析的单⼀安全系数法、分项系数极限状况法及其基本公式；稳定分析所需抗剪强度指标的实测和取⽤；沿坝基深层的抗滑稳定分析；岸坡坝段的稳定分析；提⾼重⼒坝稳定性的措施。
四、重⼒坝的应⼒分析重⼒坝应⼒分析的⽬的要求；应⼒分析的各种⽅法；重⼒坝应⼒分析的材料⼒学法、分项系数极限状态设计法及应⼒控制标准；扬压⼒引起的坝内应⼒；⾮荷载因素对应⼒的影响。
五、重⼒坝的剖⾯布置与优化六、混凝⼟溢流重⼒坝溢流坝孔⼝尺⼨的拟定；溢流⾯堰型；重⼒坝、拱坝、⽀墩坝的溢流剖⾯布置；溢流坝的结构布置，闸门，闸墩，边墩，导⽔墙；溢流坝⾯的空蚀及减蚀措施。
重⼒坝的泄⽔孔；消能⽅式；挑流消能；底流消能；⽽流消能；戽流消能；宽尾墩联合消能⼯。
七、重⼒坝的岩基处理⼋、宽缝重⼒坝与空腹重⼒坝第三章拱坝⼀、概述什么是拱坝；拱坝的⼯作原理与特点；适于建拱坝的地形地质条件；拱坝的平⾯与剖⾯形态；国内外拱坝的发展。
⼆、拱坝的荷载与应⼒控制指标拱坝的荷载特点；温度荷载；地震荷载；荷载组合；拱坝的应⼒控制指标。
三、拱坝布置拱圈形式选择；拱坝剖⾯尺⼨拟定；拱坝布置图的形成。
四、拱坝应⼒分析拱坝应⼒分析的各种⽅法和适⽤场合；坝基变位计算；纯拱法；拱梁分载法。
五、拱座稳定分析拱座稳定分析⽅法；局部稳定计算；整体稳定计算；改善拱座稳定性的措施。
六、拱坝的泄⽔孔；七、拱坝的构造及地基处理第四章⽀墩坝⼀、概述什么是⽀墩坝；⽀墩坝的类型及⼯作特点；国内外⽀墩坝的发展。
河海大学水工建筑物(重力坝)教学课件02-重力坝2 稳定应力
§3 重力坝的稳定分析
目的：验算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度。
软弱夹层的安全度标准 超载法——将作用在坝体上的外荷载分级逐渐加大，直到滑动 面的抗滑稳定处于临界状态，外荷载增大的倍数即为抗滑稳定 安全系数。 强度储备法——降低软弱夹层和尾岩抗力体的抗剪参数值，直 到滑动面的抗滑稳定处于临界状态，抗剪参数的降低倍数即为 抗滑稳定安全系数。 剪力比例法——由FEM计算在设计荷载作用下滑动面上的正应 力和剪应力分布，求出滑动面上总的抗滑力和滑动力，两者的 比值即为抗滑稳定安全系数。
因此，只要该接触面上满足抗滑稳定要求，则该坝体就能 满足稳定要求。
（1）计算公式
抗滑稳定安全系数——建筑物的抗滑力与建筑物所受的滑动力之比，用 K表示。 A、摩擦公式 把滑动面看作是接触面（不是胶结面），滑动面上的抗滑力只计摩擦力， 不计凝聚力。滑动面可水平，也可倾斜。
P 式中： W P
U f
(2) 地基不均匀对坝体应力的影响
上游坝踵地基刚度较大，可能产生拉应力；相反，下游坝趾地 基刚度较大，有利于改善坝踵应力。宜将下游坝趾布置在较坚 硬的岩石上。
(3) 施工纵缝对坝体应力的影响
受浇筑能力和温度控制的限制， 需要分缝分块浇筑，纵缝要灌 浆，然后才蓄水。因此，水压 力和扬压力等由整个坝体承担， 而自重应力由独立坝块引起。 n=0，基本相同 n>0，坝踵处应力状况恶化 n<0，改善坝踵处应力状态
(4) 分期施工对坝体应力的影响
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重力坝一、重力坝的工作原理及特点1、重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足：A 、稳定要求：主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。
B 、强度要求：依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所产生的拉应力来满足。
2、重力坝的类型：（1）按构造不同分为：实体重力坝，宽缝重力坝，空腹重力坝和预应力重力坝。
（2）按作用可以分：溢流重力坝，非溢流重力坝。
（3）按筑坝材料的不同分为：混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
二，重力坝的荷载组合基本组合1：正常蓄水位情况，作用包括：①②③④⑤基本组合2：防洪高水位情况，作用包括：①②③④⑤⑦基本组合3：冰冻情况，作用包括：①②③④⑥偶然组合1：校核洪水位情况，作用包括：①④⑧⑨⑩⑾偶然组合2：地震情况，作用包括：①②③④⑤⑿重力坝按极限状态设计时一般要考虑四种承载能力极限状态：①坝趾抗压强度极限状态②坝体与坝基面的抗滑稳定极限状态③坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态④基岩有薄弱层时坝体连同部分坝基的深层抗滑稳定极限状态。
三 重力坝的抗滑稳定分析沿坝基面的抗滑稳定分析重力坝失稳破坏的机理：首先坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区，随后在坝址处基岩和胶结面出现局部区域的剪切屈服，进而屈服范围逐渐增大并向上游延伸，最后形成滑动通道，导致大坝的整体失稳。
（一）抗剪强度公式：（1）当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系数)(∑-=U W f K S S /∑P（2）当接触面倾向上游时，其抗滑稳定安全系数∑∑∑∑-+-=ββββsin cos )sin cos (W P P U W f K S（二）抗剪断公式：∑∑'+-'=P A c U W f K S )(深层抗滑稳定分析（1） 单斜面深层稳定计算：如图将软弱面以上的坝体和地基视为刚体，按下式计算：∑∑∑∑-+-=ββββsin cos )sin cos (W P P U W f K S（2） 双斜面深层抗滑稳定计算：提高抗滑稳定性的工程措施：1） 利用水重2） 采用有利的开挖轮廓线： ① 使坝基面倾向上游。
②当岩基比较坚固时，可开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面3)设置齿墙4）抽水措施5）加固地基::6）预加应力措施重力坝的应力分析方法：A 、应力模型试验法；B 、材料力学法；C 、弹性理论解析法；D 、弹性理论差分法；E 、弹性理论有限元法。
三 、重力坝的强度指标（应力控制标准）（一） 坝基面的强度指标1、 运用期1） 在各种荷载组合作用下（地震除外），坝基面下游边缘的最大垂直正应力应小于基岩容许压应力（计入河不计入扬压力）2） 坝基面上游最小正应力应大于零（计入扬压力）2、 施工期1）对下游坝基面的垂直正应力可允许有大于0.1MP 的拉应力。
2）压应力是根据岩石抗压强度结合坝基地质条件除以安全系数决定的（二） 坝体应力强度指标１、运用期1)坝体上游面的最小主应力有两种强度指标①计入扬压力时0min ≥σ②不计入扬压力时()h 0.4~0.250min γσ≥2)坝体内部一般不允许出现拉应力，但宽缝重力坝上游较远处可出现不超过混凝土抗拉强度的拉应力。
3）溢流坝堰顶、坝内廊道及孔洞周围出现拉应力需配筋。
2、施工期1）坝体任何截面上的主应力应不大于混凝土的容许压应力2）坝体下游面可容许不大于0.2MP 的主拉应力四、各种非荷载因素对坝体应力的影响（一）地基变形对坝体应力的影响材料力学法假定任何水平截面的正应力均呈直线分布，即任何水平截面变形后仍保持 为平面，而实际上坝地面在各种压力下不能一直保持水平。
地基变形使坝基面以上（1/3～1/4）的范围内与材料力学法的计算结果有较大差别。
1. 空库时r c E /E 越大，坝踵处y σ和τ应力集中显著2. ①满库时r c E /E 越小，坝址和坝踵均出现拉应力②1E /E r c ≈下游坝址有应力集中的趋势③r c E /E 很大时，坝址出现显著的压应力集中，坝踵也有一定的应力集中现象。
3. 所以地基不能太坚硬，当然又不能太软弱。
一般r c E /E 在1～2范围内是有利的（二）地基不均匀性对坝体应力的影响①上游坝踵附近地基的刚度较大时，坝趾处刚度小，有可能会产生拉应力。
②当上游坝踵附近地基的刚度较小时，坝趾处刚度大，上游坝趾的应力状态较均匀地基有所改善，增加了压应力，因此若地基必须跨在两种不同的刚度的地基上宜将下游坝体布置在较坚硬的地基上。
（三） 施工纵缝对坝体应力的影响1、当n=0时不考虑纵缝和考虑纵缝自重应力基本相同2、当n > 0时上游坝踵的自重应力明显减小，水压力叠加后坝踵处应力状态明显恶化3、当n < 0时与水压力叠加后对坝踵应力有利。
但施工期坝趾会出现过大的拉应力。
（四）分期施工队坝体应力的影响1、不分期施工坝体垂直正应力呈直线变化，2、分期施工呈折线变化，且在坝踵处出现拉应力。
一、施工期的温度应力施工期的温度应力包括：（1）地基约束引起的应力：浇筑以后，在温升过程中，浇筑块底部受基础约束不能自由膨胀，将会承受水平压应力。
由于混凝土在浇筑初期弹性模量较低，因而压应力不高。
可是在混凝土处于降温期时，弹性模量变大，而地基不能随混凝土一起收缩，所以对混凝土的收缩产生约束力，即产生和大的拉应力。
——贯穿性裂缝（2）内外温度差引起的应力：混凝土在浇筑初期，由于表面温度降度，在块体内外形成的温差将使外部收缩受拉而内部受压，当拉应力超过材料的抗拉强度时，将产生表面裂缝。
施工期坝体温度取决于混凝土入仓时的浇筑温度和水化热温升。
——表面裂缝。
二、重力坝的温度裂缝和防止措施（一）裂缝的分类当坝体内某部位的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会出现裂缝。
重力坝的裂缝主要是温度应力引起的。
裂缝可分为：贯穿性裂缝和表面裂缝两类。
其中贯穿性的裂缝又分为横向、纵向和水平向三个方向的裂缝。
裂缝的危害①表面裂缝对大坝影响不大，但上游坝面出现的裂缝会加剧渗漏，溢流坝面的裂缝将降低抵抗高速水流冲刷的能力。
②横向贯穿性裂缝会漏水和渗透侵蚀破坏；③纵向贯穿性裂缝会降低坝体的整体性能；④水平向贯穿性裂缝会降低大坝的抗剪强度。
所以除适当分缝、分块和提高混凝土质量外还要对混凝土进行温度控制。
（三）温度控制措施温控措施有：（1）降低混凝土的浇筑温度。
（2）减少混凝土水化热温升。
（3）加强混凝土表面养护和保护。
重力坝的基本剖面1）重力坝的基本剖面：指重力坝在坝体自重、静水压力和扬压力三项荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。
2)极限状态设计：承载能力极限状态；正常使用极限状态二，几种现象1.空化和空蚀在自然条件下，水体中含有许多很小的气核，当过坝水流中某点的压力降至饱和蒸汽压强，气核迅速膨胀为小空泡，这种现象称为空化。
当低压区的空化水流流经下游高压区时，空泡遭受压缩而溃灭，由于溃灭时间极为短暂（一般只有千分之几秒），会产生一个很高的局部冲击力（可达几千个大气压）。
若空泡溃灭发生在过水坝面，局部冲击力大于材料的内聚力时，可使坝面遭到破坏，这种现象称为空蚀。
2 。
掺气3.水流脉动泄水建筑物中的水流运动，属于高度的水流，其基本特征是流速和压力在不断变化，即所谓脉动。
4.冲击波在高速水流边界条件发生变化处，如：断面扩大、收缩、转弯处，将产生冲击波。
（五）消能防冲设计常用的消能工形式有：底流消能、挑流消能、面流消能和消力戽消能等。
2.底流消能（1）底流消能的特点及措施。
优缺点及应用：底流消能具有流态稳定、消能效果好，对地质条件和尾水变幅适应性强以及水流雾化很小等优点，可适应高、中、低水头。
但护坡较长，土石方开挖量和混凝土方量较大，工程造价较高。
底流消能多用于中、小工程。
实际工程中，为了防止流态不稳定而产生的远驱水跃，常采用以下三种措施：①在护坦末端设置消力坎，在坎前形成消力池；②降低护坦高程形成消力池；③既降低护坦高程，又建造消力坎形成综合消力池。
消力池是水跃消能工的主体，其横断面除少数为梯形外，绝大多数呈矩形。
（2）护坦构造。
护坦用来保护河床免受高速水流的冲刷。
长度：对底流消能，护坦长度应延伸至水跃跃尾；对其他形式的消能工，当可能产生临近坝趾的冲刷时，也需要在坝趾下游设置护坦。
3.挑流消能（1）挑流消能的特点与设计。
特点：挑流消能是利用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄的急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床，与下游水流相衔接的消能方式。
能量消耗大体分三部分：急流沿固体边界的摩擦消能；射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能；射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。
优缺点和应用：挑流消能通过鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床的位置、范围和流量分布，对尾水变幅适应性强，结构简单，施工、维修方便，耗资省。
挑流消能适应于基岩比较坚固的中、高水头各类泄水建筑物，是应用非常广泛的一种消能工。
挑流消能设计的主要内容有：选择鼻坎形式，确定鼻坎高程、反弧半径、挑角，计算挑距和下游冲刷坑深度。
4.面流消能与消力戽（1）面流消能。
特点：利用鼻坎将主流挑至水面，在主流下面形成旋滚，旋滚流速较低，而且系沿河床流向坝址，河床一般不需要加固。
应用：面流消能适应于下游尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅不大，或有排水、漂木要求的情况。
（2）消力戽。
特点：消力戽的挑流鼻坎潜没在水下，形不成自由水舌，水流在戽内产生旋滚，经鼻坎将高速的主流挑至表面，戽内的选滚可以消耗大量能量。
应用：消力戽适应于尾水较深且变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸抗冲能力较强的情况。
消力戽设计的主要内容是：确定反弧半径、戽坎高度和挑射角度。
重力坝的地基处理地基处理的主要任务是：①防渗；②提高基岩的强度和整体性。
地基处理的主要措施：对岩基进行固结灌浆和防渗帷幕灌浆，设置基础排水系统，对特殊软弱带进行专门的处理等一、坝基的开挖与清理坝基开挖与清理的目的是把覆盖层及风化破碎的岩石挖除，使坝体座落在稳定、坚固的地基上。
二、坝基的固结灌浆1、定义：采用浅孔低压灌注水泥浆的坝基处理方法叫“固结灌浆”2、目的：固结灌浆的目的是：提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。
三、帷幕灌浆1、定义：在靠近上游坝基布设一排或几排钻孔，利用高压灌浆填塞岩基内的裂缝和空隙等深水通道，在岩基中形成一道相对密实的阻水帷幕，称为“帷幕灌浆”2、目的：帷幕灌浆的目的是：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。
帷幕材料最常用的是水泥浆，四、坝基排水目的：为进一步降低坝底面的扬压力，应在防渗帷幕后设置排水孔幕。
五、断层破碎带、软弱夹层和溶洞的处理1）断层破碎带的处理可采用开挖回填混凝土的措施，做成混凝土塞。
埋藏较浅的应予挖除埋藏较深的，除应在顶面做混凝土塞外，还要考虑其深埋部分对坝体稳定的影响。
2）软弱夹层的处理①在坝踵部位做混凝土深齿墙，切断软弱夹层直达完整基岩，当夹层埋藏较浅时，此法施工方便，工程量不大，且有利于坝基防渗，应用广泛；②对埋藏较深、较厚、倾角平缓的软弱夹层，可在夹层内设置混凝土塞；③在坝址处建混凝土深齿墙，切断软弱夹层直达完整岩基，以加大尾岩抗力，这种方法适用于建坝过程中发现未预见到的软弱夹层或已建工程抗滑稳定的加固处理；④在坝址下游侧岩体内设钢筋混凝土抗滑桩，切断软弱夹层直达完整岩基，抗滑桩的作用不十分明显。