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 /∑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。
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。
重力坝的原理特点
重力坝的原理特点重力坝是一种主要由混凝土构成的重力式水坝，其主要原理是利用坝体自身的重力来承受大坝所受的水压力以及地面和水力的冲击力，并将这些力传递到坝基，从而稳定地将水体拦截在坝前。
重力坝的主要特点如下：1.借助自重：重力坝的主要特点是通过坝体自身的重力来抵抗承受的水压力和冲击力，从而稳定地拦截水体。
因此，重力坝具有较好的抵抗洪水和地震的能力。
2.过渡坝肩：重力坝的上部有一条过渡坝肩，这是由于上部坝体中的水压力较小，为了节省材料和降低造价，设计了一个较窄的过渡坝肩。
过渡坝肩的设计需要根据坝型的特点和承压的水位来确定。
3.坝底厚度：为了确保坝体的稳定和承压性能，重力坝的坝底要足够厚。
坝底的厚度根据工程的需要来确定，一般情况下，需要考虑坝体受到的水压力、地震力和坝基的稳定性等因素。
4.坝体截面形状：重力坝的截面形状一般为三角形或梯形。
这种形状可以减小坝体顶部和底部的面积，进一步减小了坝体的自重，并减轻了坝基承载的压力。
5.可变坝身：在设计重力坝时，可以采用可变坝体的方式。
即坝体底部较宽，逐渐变窄向上，这样可以减小坝体的重量，提高坝体的稳定性。
6.坝体均匀分布：重力坝控制时，坝体内的混凝土应均匀分布，以保证坝壳的连贯性和整体性。
在浇筑过程中，需要控制混凝土的蓄积，以避免内部应力的集中。
7.附加结构：为了进一步增强重力坝的稳定性，还可以在坝体和坝基之间添加一些附加结构，如坝杆、坝肩等。
这些附加结构可以提高重力坝的整体强度和刚度，提高坝体的抗震性能。
总之，重力坝利用自身的重力来稳定地拦截水体，具有较好的抗洪、抗震和耐久性能。
但是，重力坝的建造成本较高，占用土地面积较大，所以在地质条件较好且坝址条件合适的情况下才适合建设。
重力坝介绍与简介
述
第一节 概
述
二、工作特点（重点掌握内容）
（1）重力坝可采用河床式溢洪道 （2）设计、施工都比较简单 （3）抵御特殊灾害（地震、恐怖袭击）能力比强 有关数据统计，各种坝型中，重力坝失事率相对较低 优点：坝顶允许溢流 遇到超标准洪水不易溃坝 坝体厚实、体积大、采用胶结材料（混凝土） 抗震能力强 （2）＋（3）是重力坝普遍应用、特别是在重大 工程常被采用的主要原因
以减少混凝土硬化时产生的水化热 （2）浇筑方式上的改进 采用碾压式快速浇筑方法，即在混凝土入仓后，用车碾 子使混凝土碾压密实代替振捣棒振捣密实，采用振动刀
片切缝代替分块浇筑
第一节 概
四、重力坝的组成与布置
述
溢流坝段＋边墩和导墙＋非溢流坝段 溢流坝段通常设闸门控制 坝顶有闸墩和交通桥 如果有航运需要，坝段与航运设施之间同样 要设边墩和导墙，船闸上方也要设交通桥
第一节 概
四、重力坝的组成与布置
述
溢流坝段宜布置在河道主流位置，两端以非溢流 坝段与岸坡连接
设永久性横缝：为了防止不均匀沉降、温度应力 控制要求，沿垂直于坝轴线设永久性横缝，各段 坝型应尽量保持一致
在合适位置布置电站、船闸等其它建调工作
第一节 概
复习思考题
述
１、重力坝的优缺点有哪些？ ２、重力坝如何分类？
第一节 概
四、重力坝的组成与布置
述
节省工程量
重力坝坝址一般选在狭窄河谷
为了布置河床式溢洪道、坝后式水电站厂房和通航船闸， 有时也选择在比较宽的河谷建坝（葛洲坝工程＋三峡工程） 因坝体重量大，水平水压力大。一般应修建岩石地基上，
地质条件好：基岩坚硬、完整
抗渗性能好 无难于处理的断层 重力坝的坝轴线一般采用直线布置，与河流流向垂直 避免不良的受力条件
重力坝
2．大量节约水泥，降低工程造价
普通混凝土坝中的单方水泥用量约为180—280kg/m3，如新安江大坝为 180kg/m3，丹江口大坝高达270kg/m3。碾压混凝土坝中单方水泥用量仅为 90—50kg/m3
3．简化温控措施，减少坝体纵缝
水泥用量较少，坝体采用薄层交替浇筑，表面散热条件良好，使坝体内部混凝 土温度升幅大大降低 。日本岛地川坝的实测资料表明，坝内最大温升仅8~10℃。 可以不采取专门的降温散热措施
六、 重力坝深式泄水孔
工作条件： ①孔内水流流速高，易产生负压，空蚀和振动； ②闸门在水下，承受的压力大，检修困难。 型式及布置
按水流条件分：有压的、无压的； 按高程分：中孔、底孔； 按布置层数分：单层、多层。
六、 重力坝深式泄水孔
1、有压泄水孔 工作闸门布置在出口，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。进口处设置事故检修闸门、平常用来挡水。 2、无压泄水孔 工作闸门布置在进口，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。
坝体按常规分横缝，采用切缝技术 成缝，缝内止水和排水系统与常 态混凝土坝相同，并放在常态混 凝土层内
十、浆砌石重力坝 是用胶结材料和块石砌筑而成的。 其特点如下：①就地取材；②水泥用量少
（比混凝土重力坝可节省50%左右）， 因而发热量低，可不采取温控措施，不 设纵缝，可增加坝段宽度；③不需立模， 施工干扰少；④施工技术易为群众掌握， 便于组织人工进行施工。⑤人工砌筑， 施工质量难于控制；⑥砌体孔隙率较大，
第三章 重力坝
四 重力坝类型
(一）按结构分 1实体重力坝（solid gravity dam) 优点：设计施工方便，结构简单，应力分布明确。 缺点：内部应力小，材料浪费，坝基扬压力大。 2宽缝重力坝（slotted gravity dam） 优点：扬压力小，工程量小，便于坝内检查。 缺点：施工复杂，模板用量大。 3空腹重力坝（laced gravity dam） 优点：进一步降低扬压力，内部可设厂房。 缺点：施工复杂，腹孔附近存在一定的拉应力区， 需配钢筋。 4预应力重力坝、装配式重力坝
水 流 方 向
第二节 重力坝的荷载
一、荷载
荷载 －－ 作用； 作用在重力坝上的主要荷载有:坝体自重、上下游坝面上的水压 力、扬压力、浪压力、土压力（泥沙压力）、地震荷载及冰压 力等。
1自重（dead load/dead weight）
坝体自重W是重力坝的主要荷载之一。
W=γ×V+ω
γ 为材料容重，V为坝的体积，ω 为坝上永久设备重。
（2）动冰压力
当冰块的运动方和与坝轴线的交角80º ~90º 时，动冰压力为
pba KbVbdb Ab
式中：Vb－冰块流速，一般不大于0.6m/s；db和Ab分别为冰块 厚度和面积；Kb为系数，与冰的抗碎强度有关。
二、荷载组合
1、荷载特点
（1）除自重外，其它荷载是随机变量 （2）荷载的遇合机率 校核水位、地震； 浪压力等（与静冰压力不同时存在）。
f
式中：AK，γd2 －偶然作用代表值、偶然组合结构系数。
（2）正常使用极限状态 短期组合： 0 Ss (GK , QK , f K , K ) C1 d 3 长期组合：
0 S1 (GK , QK , f K , K ) C2 d 4
水工建筑物知识分析
水工建筑物知识分析—重力坝一、重力坝的主要内容（一）确定水利枢纽工程和水工建筑物的等级、洪水标准。
（二）挡水坝段剖面尺寸拟定。
（三）溢流坝剖面的设计。
（四）重力坝的应力校核计算。
（五）重力坝的稳定校核计算。
（六）大坝的构造（分缝、止水、廊道系统）。
（七）坝基处理（坝基处理的技术）。
二、重力坝的工作原理（一）重力坝定义：依靠自身的重量产生的抗滑力维持其稳定性的坝。
（二）重力坝的基本剖面：呈三角形，上游面通常是垂直的或稍倾向上游的三角形断面。
（三）受力特点：主要依靠坝体的重量，在坝体和地基的接触面上产生抗滑力来抵抗库水推力，以达到稳定的要求。
（四）受力简图：可视作倒置的悬臂梁。
三、重力坝的优点及缺点（特点）（一）优点1.安全可靠。
剖面尺寸较大，抵抗水渗漏、洪水漫顶，地震、战争破坏的能力比较强，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，便于枢纽布置；施工导流方便，便于机械化施工。
4.结构作用明确，应力、稳定计算比较简单。
（二）缺点1.剖面尺寸大，水泥石料等用量多。
2.坝体应力低，材料强度不能充分发挥。
坝体不同区域应采用不同强度等级和耐久性的材料.3.扬压力影响大，对稳定不利。
会减轻坝体的有效重量，对坝体的稳定不利，因此要采取有效措施减小扬压力。
4.砼体积大，温控要求较高。
易产生温度裂缝四、重力坝的荷载及组合（一）重力坝的荷载作用于得力坝的主要荷载有：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土压力等。
（二）重力坝的荷载组合1.基本荷载组合：1）坝体及设备自重； 2）正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力； 3）对应于（2）的扬压力； 4）於沙压力； 5）相应的浪压力（50年一遇风速）； 6）土压力；7）冰压力（不能和浪压力重和）。
2.特殊荷载组合特殊一（校核洪水情况）：1）坝体及设备自重； 2）校核洪水位时的静水压力； 3）对应于 2）的扬压力；4）相应的浪压力（多年最大平均风速）； 5）动水压力； 6）土压力、淤沙压力。
第二章 重力坝
P0 0.65ah w H12
ah为水平向设计地震加速度代表值，地震烈度为7、8、9时，其取值分 别为0.1g、0.2g、0.4g。
第七节 重力坝的地震反应分析和抗震设计
二、动力法地震反应分析 采用有限元法进行重力坝的地震反应动力法分析时，通常的作法是按 线弹性平面问题处理，且不考虑库水的压缩性以及坝体与地基的相互作 用，对坝-地基-水库系统用二维平面单元进行离散化。 1.注意的问题 1）假定地震荷载从FGHI 边界均匀输入，即假定在 地震过程中此边界上的各 结点有相同的地震运动。 2）假定FGHI边界范围以 内的基岩无质量。
4.温度变化及施工过程对坝体应
力产生的影响 5.分期施工对坝体应力的影响
第二节 重力坝的应力分析
第三节 重力坝的抗滑稳定分析
一、沿坝基面的抗滑稳定分析 二、坝基深层抗滑稳定分析 三、抗滑稳定分析的有限单元法 四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施
第三节 重力坝的抗滑稳定分析
一、沿坝基面的抗滑稳定分析
第一节 概述
2)按泄水条件：溢流坝(表、中、底孔)、非溢流坝
3)按结构形式：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝
4)按地基条件：岩基上的重力坝、土基上的重力坝
第一节 概述
第一节 概述
2.重力坝的主要设计内容
1)选定坝轴线 2)剖面设计
3)稳定分析
4)应力分析 5)构造设计(廊道系统\排水系统\坝体分缝)
第一节 概述
第一节 概述
4）淤沙压力 5）浪压力
第一节 概述
6）冰压力
7）反弧段的动水压力
8）地震荷载 9）温度荷载
2.荷载组合
1）基本荷载 自重；设计洪水位时的上下游静水压力、扬压力、浪压力、动水压 力；泥沙 压力；土压力等。 2）特殊荷载 校核洪水位时的上下游静水压力、扬压力、波浪力、动水压力、地 震荷载等。
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。
《重力坝专题》课件
抗滑措施
通过提高坝基岩体的抗剪强度 、设置抗滑桩、灌浆等方式增
强抗滑稳定性。
监测与维护
定期对重力坝进行稳定性监测 和维护，确保其安全运行。
重力坝的抗倾稳定性
抗倾稳定性
指重力坝抵抗倾覆失稳的能力。
基底应力分布
基底应力分布的均匀性对重力坝的抗倾稳定 性至关重要。
重力坝的应急处理
应急处理目的
应对重力坝突发事件，迅速控制 险情，减轻损失。
应急处理内容
坝体裂缝、滑坡、溃坝等紧急情况 的处置，以及人员疏散和救援。
应急处理措施
制定应急预案，配备应急设备和人 员，定期进行演练，提高应急响应 能力。
PART 05
重力坝的发展趋势与未来 展望
重力坝技术的创新与改进
新型材料的应用
与土石坝的比较
土石坝材料易得，结构简单，但 稳定性较差，重力坝则具有较高 的稳定性和耐久性。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
新型设计理念
利用高强度、耐腐蚀的新型材料，提 高重力坝的耐久性和稳定性。
采用更为先进的计算和分析方法，优 化重力坝的结构设计，降低工程造价 。
智能化监测与维护
引入物联网、大数据等技术，实现重 力坝的实时监测和预警，提高维护效 率。
重力坝在未来的应用前景
应对气候变化
随着全球气候变化的影响加剧， 重力坝在应对洪水、干旱等自然 灾害中将发挥更加重要的作用。
土料
部分重力坝的上游面采用土料 填筑，以减少工程量和造价。
重力坝的施工方法
01
浇筑法
混凝土重力坝主要采用浇筑法施工，分为平浇法和斜层浇法两种。平浇
第二章 重力坝1
单滑动面
当坝基内只存在一个岩体软弱结构面，将
软弱结构面以上的坝体和地基作为整体， 按刚体极限平衡法，核算软弱结构面上的 抗滑安全系数。 软弱结构面上的抗滑安全系数：
[K] 式中fB、CB：滑动面上的抗剪断摩擦系数 和凝聚力。
对安全系数的要求采用摩擦公式时， 因软弱面的C小，安全储备低，K应适当 提高(25～30)％；采用抗剪断公式时， 因软弱面的f′c′低，k′很难达到规范 要求，可适当降低，但至少不低于2.0.
家用得较多。
公式的选用:
两种计算公式均为《混凝土重力坝设计 规范》(SDJ21-1978)推荐的计算公式，其安 全系数只是一个抗滑稳定的安全指标，并 不能反映坝体真实的安全程度。 ∑W和∑P基本是与坝高的平方成正比， 而凝聚力c'A则与坝高成正比，因此按摩擦 公式核算坝体抗滑稳定时，高坝的安全储 备比低坝小。
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B（ 0.7～ 0.9）H（坝高）。
实用剖面
（1）坝顶的宽度
抗滑稳定分析应考虑任何可能出现的荷载 组合。 纯摩擦公式，形式简单，但没有考虑坝体与 坝基的咬合、胶结作用，与实际情况出入较大。 抗剪断强度公式，假定坝体坝基之间凸凹不 平，相互咬合在一起，计算时考虑纯剪强度。 计入了坝基面的全部抗滑潜力，较接近实际作 用情况。因而要求的安全系数较大，在美、日等国
假定抗力体的作用充分发挥，取其K2=1。
求出Q，Q为抗力体向坝体段提供的阻力。由此计 算出坝体段的安全系数K1，作为深层抗滑稳定安全系 数。 被动抗力法的概念清楚但理论依据不足；当抗力体 提供的Q较小，坝体段可能产生较大的位移，导致于 上游帷幕破坏，而该现象无法定量分析，计算结果中 也不能反映出来。