重力坝的材料及构造相关知识
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)水工建筑物2重力坝
第二章重力坝学习要求目的：1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国内外发展概况和趋势。
2.掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。
3.理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
4.掌握重力坝应力分析的目的和内容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响范围和程度。
5.理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。
6.了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。
掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。
7.了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。
重点：1.混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。
2.重力坝的荷载及其计算方法。
3.重力坝的稳定分析方法。
4.重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。
5.非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。
难点：1.混凝土重力坝的设计要求和类型。
2.扬压力的计算，重力坝的荷载组合。
3.重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。
4.坝体边缘应力的计算。
5.拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆。
学习要点章节学习内容：1.混凝土坝的类型，国内外发展概况和趋势。
2.重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。
3.重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。
讲座-3-6重力坝的构造及坝体材料学习文档
• 5区：坝体内部混凝土。
• 6区：有抗冲刷要求部位的混凝土（例如溢流 面，泄水孔，导墙和闸墩等），以抗冲刷性能 控制。
温度作用的计算方法
• (3)大体积混凝土结构。 应根据其边值条件，按连续介质的热传导理论 计算结构在任意时刻的温度场，两个不同计算 时刻的温度场的差值（变化）即为该结构的温 度作用。
• T(x,y,z,t)为结构在任意时刻非稳定温度场，根 据热力学有关定理，可推导出其控制方程是：
• 初始条件是： 时，
• 横缝缝面通常需要采用可靠的止水设备，为适 应缝的变形，缝中需要填充沥青油毡，沥青麻 片或其它柔性填料。
• （2）纵缝： • 纵缝的设置为平行于坝轴线方向，将坝段分成
若干坝块。
• 纵缝的作用主要是适应砼的浇筑能力，满足散 热要求。
• 纵缝的形式有： • ①错缝：用于浇筑块尺寸小的情况，适用于低
坝。
• 边界条件有： • 定温度边界：如与库水接触的坝面，岩石地基
面上。 • 放热边界：比如与空气接触的坝面上。
• （1）横缝
• 横缝是垂直于坝轴线方向设置，将坝体分成若 干坝段。
• 横缝主要用于减少坝体的纵向约束，以适应运 用期地基的不均匀沉降及温度变化。
• 横缝一般为永久性缝。间距一般为12m~20m。
重力坝的构造及坝体材料
• 6.1 重力坝的构造 • 6.1.1 重力坝的分缝 • 6.1.2 坝体排水 • 6.1.3 廊道系统 • 6.2 溢流坝坝顶的结构布置 • 6.3 重力坝的材料
6.1 重力坝的构造
• 6.1.1 重力坝的分缝 • 为适应施工期和运行期的温度变化、地基不均
匀沉降、施工时混凝土的浇筑能力及散热要求， 常常需要在水工建筑物中设置接缝构造。
重力坝的材料及构造常见问题
重力坝的材料及构造常见问题一、坝体排防渗、排水、廊道、横缝、止水等细部构造布置1.坝体防渗布置：在混凝土重力坝坝体上游面和下游面最高水位以下部分，多采用一层具有防渗、抗冻、抗侵蚀的混凝土作为坝体防渗设施，防渗指标根据水头和防渗要求而定，防渗厚度一般为1/10～1/20水头，但不小于2m。
2.坝体排水布置：靠近上游坝面设置排水管幕，以减小坝体渗透压力。
排水管幕距上游坝面的距离一般为作用水头的1/15～1/25，且不小于2.0m。
排水管间距为2～3m，管径约为15～20m。
排水管幕沿坝轴线一字排列，管孔铅直，与纵向排水、检查廊道相通，上下端与坝顶和廊道直通，便于清洗、检查和排水。
3.基础廊道布置：基础排水廊道沿坝体和坝基接触面设置。
基础灌浆廊道的断面：宽度为～3.0m，高度为～4.0m，基础排水廊道的断面：宽度为～2.5m，高度为～3.5m。
廊道上游侧至上游坝面的距离为（～）Ｈ（该处坝面作用水头），且不小于4～5m；距坝基面不宜小于4.5m，以免被灌浆压力掀动开裂。
廊道沿坝轴线方向向两岸逐渐抬高，纵向坡度不大于45º，以利于搬运机械。
当岸坡基础纵向坡度大于45º，基础灌浆廊道可分层布置，并用竖井连接。
4.坝体廊道布置：其位置为沿坝高15～30m布置一层，其上游侧至上游坝面（～）Ｈ（该处坝面的作用水头）。
断面尺寸为：最小宽度为1.5m，高度为2.2m。
5.横缝布置：垂直于坝轴线，将坝体分成若干个坝段。
间距（一般是相等）为12～20m，缝宽1～2㎝。
，横缝一般为永久性缝，缝面为平面，缝内设置止水。
6.纵缝布置：一般为竖缝形式，缝面应设置键槽，并埋设灌浆系统，并在蓄水前进行灌浆。
纵缝与坝面应垂直相交，避免浇筑块有尖角。
间距为15～30m，深孔坝段、寒冷地区，宜选用较小的间距。
7.水平施工缝布置：坝体上下层浇筑块之间的结合面称水平施工缝。
一般浇筑块厚～4m，靠近基岩面层厚为1～2m，同一坝段相邻浇筑块水平施工缝的高程应错开。
重力坝材料构造及地基处理汇总
（二）临时性横缝
主要用于下述情况: （1）河谷狭窄，做成整体重力坝可适当发挥两 岸的支撑作用，有利于坝体的强度和稳定。 （2）岸坡较陡的各坝段连成整体可以改善岸坡 的稳定性。 （3在软弱破碎带上的各坝体，连成整体增加坝 体刚度。 （4）强地震区，如坝段连成整体，可提高坝体 的抗震性能。
临时横缝的缝面键槽和灌浆系统: 为增加缝面的水平向抗剪能力时,键槽 竖向布置。 为增加缝面的铅直向抗剪能力时,键槽 水平向布置。 临时竖缝灌浆高度视坝高和传力的需 要而定，可全部灌，也可局部灌。
（三）坝体与基岩面的连接
意义：连接必须紧密，以免发生渗漏，影响 坝体稳定。
作法：基岩横向坡（对岸方向）缓于1:2时，
坝体浇筑后利用帷幕灌浆对接触灌浆封实；当
横向坡陡于1:2时，设接触面止水，在基岩中挖
槽嵌入止水片；当横向坡陡于1:1时，按临时横 缝处理，在接触面上布设灌浆系统，沿周围嵌 入止水片，待混凝土冷却后进行接缝灌浆。
（一）基础灌浆廊道
设在坝踵部位。利用混凝土压重、提高灌浆压力、 保证灌浆质量。 一般采用城门洞形。断面尺寸应满足灌浆作业的要 求。一般底宽 2.5~3.0m ，高 3.0~4.0m ，距上游面可取 0.05~0.1倍水头，且布小于4~5m（渗透坡降问题）。 廊道底面距基岩布小于 1.5 倍廊道宽度。廊道上游侧 设排水沟，下游侧设排水孔及扬压力观测孔。
第七节 重力坝的材料及构造
一、混凝土
水工混凝土除要求有足够的强度以外， 还有有一定的抗渗性、抗侵蚀性、抗 冻性、抗磨性和低热性等。
（一）混凝土的强度指标
按抗压强度，水工混凝土分为75、100、 150、200、250、300及400等标号，75#混凝
土只能用在某些不重要的、应力很小的部位，
重力坝构造的原理
重力坝构造的原理
重力坝是一种建筑结构，基于重力原理而设计。
其基本原理是利用坝体自身的重量来抵抗水压力，从而稳定地阻挡水流。
重力坝由大块的混凝土或石块构成，通常呈三角形或梯形的形状。
坝底较宽，逐渐向上收缩，顶部较窄。
坝体底部通常加入泄洪孔和泄水闸门，用于控制水位和洪水排放。
重力坝的工作原理可以描述如下：
1. 自重作用：重力坝由厚重的混凝土或石块构成，这些材料本身具有较大的质量和重量。
这些重物通过自身的重力效应使坝体保持稳定，防止水流对坝体施加的上游和下游水压力使其倒塌。
2. 反力作用：坝体以基础为支撑点，通过受到的水压力产生的反力来保持平衡。
水流对坝体施加的压力将被坝体的自重通过基础传递到地面上，地面上的地基承受这部分压力，从而保持稳定。
3. 水密性：重力坝的斜面通常非常陡峭，这种设计可以减小水压力对坝体的影响，因为坝体与水的接触面积较小。
同时，重力坝通常使用层叠的混凝土构建，以增加整体结构的密封性，减少水渗透。
重力坝是一种简单且可靠的建筑结构，适用于中小型水库和河流的水电站。
然而，它也有一些局限性，如对基础地质条件的要求较高，施工成本较高等。
重力坝的地基处理材料及构造
重力坝的地基处理材料及构造重力坝是一种利用重力作用来抵抗水压力的建筑结构，一般用于水库等水利工程中。
其主要特点是结构简单，施工相对方便，适用于各种地质条件。
为了确保重力坝的稳定性，需要对地基进行处理，并选用适当的材料进行施工。
地基处理是指在建造重力坝之前，对地基进行必要的改造和强化工作，以提高地基的稳定性和承载能力。
地基处理的方法可以分为原状地基和改良地基两种。
对于原状地基，如果地基的承载能力不足，需要进行一些处理。
一种常见的方法是在地基上进行凿井，取土填充，增加地基的抗压能力。
另一种方法是采用地基灌浆，即通过注浆的方式在地基中注入稳定剂，增加地基的密实度和强度。
改良地基主要是指对不稳定的地基进行加固工作。
常见的改良地基的方法有土工布、挤浆桩和钻孔灌注桩等。
土工布可以增加地基的抗渗性和稳定性，可以防止地基的冲刷和下滑。
挤浆桩是通过在地基中打孔，并注入水泥砂浆或混凝土，形成一根根坚固的桩体，增加地基的承载能力。
钻孔灌注桩是通过在地基中打孔，并注入混凝土，形成一根根坚固的灌注桩，用来增加地基的稳定性和承载能力。
在重力坝的材料选择方面，主要侧重于选择适合的混凝土和填充材料。
混凝土是重力坝最主要的材料，一般要求具有足够的强度和耐久性，以承受水压力和抵抗侵蚀。
填充材料是指用于填充重力坝背面和坝肩两侧的材料，可以采用天然土、碎石、碎石等。
填充材料应该具有一定的抗冲刷能力和抗滑动能力，以确保重力坝的稳定性。
在重力坝的构造方面，需要考虑坝体的形状、坝冠上游的水流和下游的冲刷问题。
重力坝一般采用三角形或梯形的坝体形状，这种形状可以提高坝体的稳定性。
在坝冠上游的水流问题上，需要采取一些措施控制水流的速度和冲击力，以防止对坝体的冲刷。
在坝体下游的冲刷问题上，可以采取一些地质防护措施，如设置堆石包防护等，以防止地基的冲刷和下滑。
总之，重力坝的地基处理、材料及构造是确保重力坝稳定性的重要方面。
通过选择适当的地基处理方法，合适的材料和合理的构造设计，可以提高重力坝的承载能力和稳定性，保证水库等水利工程的安全和长期稳定运行。
重力坝知识点总结
重力坝知识点总结一、重力坝的分类根据不同的特点和用途，重力坝可以分为多种不同的类型。
常见的重力坝类型包括：1. 混凝土重力坝：这是最常见的重力坝类型，由混凝土块构成，能够承受水压力并抵抗地震力。
混凝土重力坝通常用于大型水利工程中，如水电站和灌溉工程。
2. 石块重力坝：这种重力坝由大块石头或石块构成，通过石块之间的摩擦力和重力来抵抗水压力。
石块重力坝通常用于较小规模的水利工程和防洪工程中。
3. 土坝：土坝是一种以土壤和岩石为主要材料构成的重力坝，具有一定的柔性和可塑性，能够适应地基变形和水压力的影响。
土坝常用于较低的水位和较小规模的水利工程中。
二、重力坝的结构特点1. 基础结构：重力坝的基础结构通常由混凝土块或大块石头构成，能够承受来自坝体的重力和水压力。
合理的基础结构设计是重力坝安全稳定运行的基础。
2. 坝体结构：重力坝的坝体由混凝土或石块构成，以抵御水压力和抗震力。
坝体结构的设计和施工质量对重力坝的安全运行至关重要。
3. 泄洪设施：重力坝通常需要配备泄洪设施，用于调节坝体和下游水位，保护坝体和下游地区免受洪水侵袭。
4. 式样结构：重力坝的式样结构包括坝头、坝身和坝尾三个部分，其中坝头通常设有溢流坝段，坝身是坝的主体部分，坝尾则通常设有泄洪设施。
5. 加强结构：为了提高重力坝的安全性和稳定性，通常需要在坝体和基础结构中设置加强措施，如锚杆、钢筋混凝土板等。
三、重力坝的设计原则1. 安全性原则：重力坝的设计必须以安全为首要考虑，保证其在水压力和地震力的作用下不发生破坏和滑坡。
2. 稳定性原则：重力坝的设计必须保证其稳定性，不受地基沉降和水压力的影响，能够长期安全运行。
3. 经济性原则：重力坝的设计必须兼顾成本和效益，尽可能降低建设和维护成本，提高水资源的综合利用效益。
4. 耐久性原则：重力坝的设计必须考虑其耐久性，能够在长期使用和恶劣环境的情况下保持良好的结构性能。
5. 灵活性原则：重力坝的设计必须具有一定的灵活性，能够适应地基变形和水位变化的影响，保证其安全稳定运行。
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重力坝的材料及构造相
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重力坝的材料及构造相关知识
一、混凝土重力坝对材料的要求
★二、坝体混凝土分区
（一）原因：坝体各部分工作条件不同，为了节约和合理使用水泥，通常将坝体按不同部位和不同工作条件分区，采用不同标号。
（二）为了便于施工，应尽量减少标号的类别，相邻区的强度标号不宜超过两极，免引起应力集中或产生温度裂缝。
分区的厚度一般不得小于2-3米，以便浇筑。
★三、横缝
（一）定义：横缝垂直坝轴线，将坝体分成若干坝段。
（二）重力坝横缝作用：1.减小温度应力； 2.适应地基不均匀变形； 3.满足施工要求（如混凝土浇筑能力及温度控制）
（三）间距：12-20米，也有达20米
（四）分类：1.永久性横缝； 2.临时性横缝
四、坝体与基岩面的连接
（一）意义：连接必须紧密，以免发生渗漏，影响坝体稳定。
（二）作法：基岩横向坡（对岸方向）缓于1:2时，坝体浇筑后利用帷幕灌浆对接触灌浆封实；当横向坡陡于1:2时，设接触面止水，在基岩中挖槽嵌入止水片；当横向坡陡于1:1时，按临时横缝处理，在接触面上布设灌浆系统，沿周围嵌入止水片，待混凝土冷却后进行接缝灌浆。
五、纵缝
纵缝两侧的坝块可以单独上升，但高差不宜太大。
若高差太大，后浇混凝土的温度和干缩变形，造成灌浆面的挤压和剪切，影响纵缝灌浆，反过来对后浇混凝土块键槽出现剪切裂缝。
六、错缝：缝面不作灌浆处理。
浇注块高度在基岩附近—2m，在坝体上部不大于3—4m，错缝间距10—15m，缝的错距不超过浇注块的一半。
错缝施工简便，在低坝上使用。
七、斜缝：可大段沿主应力方向设置，因缝面剪应力很小，可以不灌浆。
斜缝须在离上游面一定距离处终止。
为防止斜缝在终止处向上贯穿，须采用并缝措施：布设并缝钢筋、设并缝廊道等。
施工最好使上下块均匀上升。
施工复杂，较少采用。
施工简便，有利于加快施工进度。
坝的整体性好，是发展的方向。
但是要注意温控。
八、施工缝（水平工作缝）
九、坝体排水
为减小渗水对坝体的不利影响，在靠近上游面处布设排水管。
距上游面要求小于坝前水深的1/10—1/12，使渗透坡降在允许范围内。
管距2—3m。
管径15—25cm，太小易堵塞。
排水管与廊道连接多采用直通式，且多在上游侧（使廊道干燥）。
★十、廊道系统
（一）定义：为满足施工和适用要求（如灌浆、排水、观测、检查、交通的需要），须在坝体内设置各种廊道。
这些廊道相互连通，构成廊道系统。
（二）基础灌浆廊道（三）检查和坝体排水廊道
（四）廊道应力计算和配筋
大孔口应力分析比较复杂，须采用有限元法电算求解，或用结构试算求应力。
小孔口时，用弹性力学中平面问题（无限平板中孔口的应力计算）求解。
（五）横缝的布置
1.墩中分缝：墩厚、工作可靠、不均匀沉降不影响启闭
2.孔中分缝：墩薄，受地基不均匀沉降影响启闭，水流过横缝，局部不平顺。