重力坝分类
21central_水利工程概论 第二章 大坝
a) 水电站建筑物，如前池、调压室、压力水管、水电站厂房； b) 渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸 ； c) 港口水工建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台和滑道 ； d) 过坝设施，如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。
2）按结构和力学特点分为：重力坝、拱坝、支墩坝等 坝型。 重力坝包括实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝等； 拱坝包括单曲拱坝、双曲拱坝、重力拱坝等； 支墩坝包括大头坝、连拱坝、平板坝等；
我国大坝之最 (1)
1912年 云南螳螂川上的石龙坝水电站建成，为中国大陆最早的水电站。 1954年 安徽霍山的佛子岭水库竣工。坝体高74.4m，为中国第一座混凝土连拱坝。 1956年 安徽金寨建成梅山水库，坝高88.24m，为中国最高的混凝土连拱坝。 1960年 浙江建德新安江水电站，中国第一座自己勘测、设计、施工和自制设
水利枢纽的规划、设计、施工和运行管 理应尽量遵循综合利用水资源的原则。
1.1 水工建筑物分类
按功用分
挡水建筑物 泄水建筑物 输水建筑物 取水建筑物 整治建筑物 专门性水工建筑物
按使用期限可分
永久性建筑物 临时性建筑物
挡水建筑物
挡水建筑物--用以拦截江河，雍高水位或形成水库，并可承受 一定水头作用的建筑物，如各种类型的坝和水闸；以及为抗御 洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
②水利工程对地基的要求比较严格，工程又常处于地质条件比较复杂 的地区和部位，地基处理不好就会留下隐患，事后难以补救，需要采取 专门的地基处理措施。
③水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根据水流的自 然条件及工程建设的要求进行 施工导流、截流及水下作业。
重力坝知识点
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 )(∑-=U W f K S S /∑P ∑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 ∑∑∑∑-+-=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 )(∑∑'+-'=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 ∑∑∑∑-+-=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。
(完整版)第二章重力坝自测题及答案
第二章重力坝自测题一、填空题1.重力坝是指。
其坝轴线一般为直线，垂直于坝轴线方向设，将坝体分成若干个坝段，每一个坝段相当于固接于地基上的。
2.坝高是指之间的高度。
3.重力坝按坝高可分为、、三类。
按泄水条件可分为、。
按坝体结构形式可分为、、和。
4.重力坝承受的主要荷载是呈三角形分布的，控制坝体剖面尺寸的主要指标是、，重力坝的基本剖面是形。
5.挑流消能一般适于。
挑射角度一般为20°~25°。
若挑射角度加大，增大，且加深。
6.非溢流坝的坝顶或防浪墙顶必须高出库水位，其高出库水位的高度为：△h=hl +hz+hc,其中hl表示，hz表示，hc表示。
7.表示地震对建筑物的影响程度。
越大，表示对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。
8.按承载能力极限状态设计时，应考虑和两种作用效应组合。
9.按正常使用极限状态设计时，应考虑和两种作用效应组合。
10.溢流坝既是，又是。
因此，坝体剖面设计时除满足稳定和强度要求外，还要满足的要求，同时要考虑下游的消能问题。
11.溢流坝的溢流面由顶部的、中间的、底部的组成。
12.不设闸门时，溢流坝的坝顶高程等于水库的水位。
13.单宽流量的大小是溢流坝设计中一个很重要的控制指标。
如果单宽流量越大，对不利，但对有利。
14.溢流坝段的横缝有两种布置方式。
其中，横缝布置在时，相邻坝段产生的不均匀沉陷不影响闸门启闭，但闸墩厚度。
另一种形式，横缝布置在，闸墩比较薄，但受地基不均匀沉陷的影响大。
15.闸墩的断面形状应使，减小水头损失，墩头的形状常用、、等。
16.重力坝的泄水孔按其作用分为、、、、灌溉孔和放水孔。
按水流的流态可分为、。
17.有压泄水孔的工作闸门布置在处，检修闸门布置在。
无压泄水孔的工作闸门布置在处，检修闸门布置在。
18.重力坝的坝体防渗是采用。
19.工作闸门常在中启闭，检修闸门在中启闭，事故闸门常在中快速关闭，在中开启。
20.通气孔的上端进口不允许设在内，自由通气孔的上端进口应高于。
水工建筑物
1、水利枢纽的概念。
答；了综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，需要修建几种不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济发展的需要，这些建筑物称为水工建筑物，由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
2、重力坝的特点。
优点（1）工作安全，运行可靠。
（2）对地质、形条件适应性强。
（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。
缺点1）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。
（2）坝体与坝基接触面积大，坝底扬力大，对坝基稳定不利。
（3）坝体体积大，混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩，将引起不利的温度应力和收缩应力。
3、土石坝的优缺点。
答:优点:（1）可以就地取材，节约大量水泥、木材、和钢材，减少工地的外线运输量。
（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
（3）大功率、多功能、高效施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加快了进度，降低了造价，促进了土石坝建设的发展呢。
（4）岩土力学理论、实验手段和技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加快了设计进度，进一步保障大坝设计的安全可靠性。
（5）高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的综合发展。
缺点：（1）稳定方面。
土石坝的剖面形状为梯形或复式梯形。
由于填筑坝体的土石材料松散，抗剪强度低，（2）渗流方面。
土石坝挡水后在坝体内形成由上游向下游的渗流。
（3）冲刷方面。
土石坝为散粒体结构，抗冲能力低。
（4）沉陷方面。
由于土石料存在较大的孔隙，且易产生相对的移动，在自重及水压力作用下，会有较大沉陷。
4、土石坝的渗透变形及防止措施。
答：（一）渗透变形的形式（1）管涌（2）流土（3）接触冲刷（4）接触流土和接触管涌。
为了防止渗透变形，常采用的工程措施有:全面截阻渗流、延长渗经、设置排水设施、反滤层或排水减压井等。
防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。
设置排水设施降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止渗透变形，增加坝坡的稳定性，防止冻胀破坏。
第二章重力坝
第二章岩基上的重力坝教学要求：掌握重力坝的工作原理和工作特点，了解重力坝的分类；掌握作用在重力坝上荷载的种类和计算方法（特别是自重、水压力、扬压力、浪压力），掌握重力坝的荷载组合类型和方法;掌握坝体稳定及强度分析方法和控制标准；掌握非溢流重力坝剖面拟定方法；掌握溢流重力坝剖面设计、孔口拟定、消能设计方法，掌握岩石地基的处理措施；了解重力坝材料、构造和混凝土分区的依据。
第一节概述重力坝是一种古老而又应用广泛的坝型，它因主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持稳定而得名.通常修建在岩基上，用混凝土或浆砌石筑成。
坝轴线一般为直线,垂直坝轴线方向设有永久性横缝，将坝体分为若干个独立坝段，以适应温度变化和地基不均匀沉陷，坝的横剖面基本上是上游近于铅直的三角形。
如图2-1所示.一、重力坝的工作原理及特点重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来满足稳定要求；同时也依靠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。
与其他坝型比较,其主要特点有：⑴ 结构作用明确，设计方法简便.重力坝沿坝轴线用横缝将坝体分成若干个坝段，各坝段独立工作,结构作用明确，稳定和应力计算都比较简单。
⑵泄洪和施工导流比较容易解决。
重力坝的断面大,筑坝材料抗冲刷能力强，适用于在坝顶溢流和坝身设置泄水孔。
在施工期可以利用坝体或底孔导流。
枢纽布置方便紧凑，一般不需要另设河岸溢洪道或泄洪隧洞。
在意外的情况下，即使从坝顶少量过水，一般也不会招致坝体失事，这是重力坝最大的优点。
⑶结构简单，施工方便，安全可靠。
坝体放样、立模、混凝土浇筑和振捣都比较方便,有利于机械化施工.而且由于剖面尺寸大,筑坝材料强度高，耐久性好，因此抵抗水的渗透、冲刷，以及地震和战争破坏的能力都比较强,安全性较高。
⑷对地形、地质条件适应性强.地形条件对重力坝的影响不大，几乎任何形状的河谷均可修建重力坝。
由于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。
重力坝的类型
重力坝的类型
重力坝是一种挡水坝，主要依靠坝体自重来维持稳定，并承受水压等外力作用。
重力坝的类型可以根据不同的分类标准进行划分，以下是常见的分类方式：
1.根据结构形式分类：
实体重力坝：这种坝体没有中孔，溢流面不与底面在同一平面上。
实体重力坝具有整体性强的优点，但施工较为困难。
空腹重力坝：坝的下部有开敞的或局部开敞的部位，可以形成较好的天然泄流条件。
空腹重力坝在满足泄洪、排沙等要求的同时，能够降低坝体自重，节省工程材料。
宽缝重力坝：这种坝体在横缝中设有混凝土塞的空腹，以减小坝体自重、增加泄洪能力。
宽缝重力坝适用于地质条件比较复杂、基础承载能力有限的情况。
2.根据高度分类：
低坝：高度在30m以下。
中坝：高度在30～70m之间。
高坝：高度在70m以上。
3.根据筑坝材料分类：
混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
其中，混凝土重力坝又可以分为常态混凝土重力坝和碾压混凝土重力坝等类型。
总之，重力坝的类型多样，可根据不同的需求选择适合的类型进行设计和施工。
同时，为了确保大坝的安全和稳定性，应充分考虑各
种因素，并严格按照相关规范和标准进行设计、施工和管理。
水工建筑物简答题
1．水利工程指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。
2．水利枢纽由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
3．水工建筑物为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。
四、简答题1．我国水资源分布的特点是什么？我国水资源由于地理位置和地形等原因有以下几个特点：①我国水资源总量丰富，但人均稀少：总量世界排行第六，人均占有量是世界人均占有量的1/4。
水能资源总量位居世界第一。
②水资源在时间、空间上分布不合理：大部分地区都有汛期和非汛期之分，汛期雨量大且集中。
在空间上南部东南部很大，北部西北部极少。
③与人口、耕地布局不相适应：2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？①河道整治与防洪工程②农田水利工程③水利发电工程④供水和排水工程⑤航运工程3．水工建筑物的特点？①工作条件复杂：水压力浪压力冰压力地震动水压力渗流高速水流等对建筑物的稳定安全和耐久性影响较大。
②施工条件复杂：施工需要导流，进度紧，工期长，施工技术复杂，受气候影响大，排水施工难度大，交通运输困难等③对国民经济影响巨大：水利工程不但可以防洪、灌溉、发电、航运同时还可绿化环境，改良土壤，发展旅游等。
但处理不好会有反面作用，一旦失事将会给下游人民的生命财产和国家建设带来灾难性的损失，甚至是灭顶之灾。
4．水工建筑物按用途分为哪几类？①挡水建筑物②泄水建筑物③输水建筑物④取水建筑物⑤整治建筑物⑥专门建筑物5．说明分等、分级的意义、对象、依据？分等分级的意义（或目的）：为贯彻执行国家经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。
对象：分等对象是水利水电枢纽工程，分级的对象是水工建筑物。
依据：分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中的最重性进行分级。
具体见我国的《水电水电工程等级划分及洪水标准》中的表格规定。
重力坝
水 工 建 筑 物
吹程 D
水 工 建 筑 物
平原地区水库按鹤地水库公式：
hl 0.0136V f
3/ 2
D ( m) ( m)
1/ 3
Ll 0.389V f D f
1/ 2
适用范围： Vf＜23m/s， D＜4km。
水 工 建 筑 物
新的《荷载规范》规定，丘陵、平原地区 水库宜用鹤地水库公式计算波高和波长 （适用于 v0 26.5m / s , D 7.5km）。
水 工 建 筑 物
（二）动水压力
如图，溢流 堰ab段，一般 有很小正或者 负水压力，bc 段水压力也很 小，都可以忽 略不计，只计 算反弧段cd上 的动水压力。
根据动量方程，其压力强度为：
q vsin 1 sin 2 g
p
q v g r
q PH vcos 2 cos 1 总水平力为： g
0.45 ~ 0.60
1
0.20 ~ 0.40
2
规范规定：
河床坝段 ：α=0.2～0.3 岸坡坝段 ：α=0.3～0.4
需要指出：原型观测资料表明：扬压力因受泥
沙淤积的影响随时间延长而减小，对稳定有利。
物
H1
筑
γ 0H 1
γ H
0
γ 0 H2
建
工
水
（a）
H2
H
H1
水
防渗帷幕中心线
Lm — 平均波长(m) 。
水
以上公式中，Vf—计算风速，正常蓄水值
工 建 筑 物
及设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年 平均最大风速的1.2~2.0倍，校核洪水位， 宜采用相应洪水期平均最大风速。 D—吹程或风区长度（km）由坝前沿水面 到对岸的最大直线距离，若库面长度大于