重力坝介绍与简介
02-重力坝1 概述荷载
(2) 结构简单，施工容易，有利于机械化施工
重力坝结构简单，施工技术比较容易掌握，在放样、立模 和混凝土浇捣方面都比较方便，有利于机械化施工。由于 断面尺寸大，材料强度高、耐久性能好，因而对抵抗水的 渗透、特大洪水的漫顶、地震和战争破坏能力都比较强， 安全性较高。
(3) 对地形、地质条件适应性好
（3）扬压力—坝基扬压力、坝体扬压力
作用在坝基面和坝体内部，很重要但难于精确计算。 影响因素很多：坝基地质条件、防渗排水措施、坝体结构 型式等 由两部分组成： 下游水深产生的浮托力（uplift pressure） 上下游水头产生的渗透压力（seepage pressure）
☻坝基扬压力（无帷幕）
§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。
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。
(4) 坝基面积大，扬压力的影响大
扬压力的作用会抵消部分坝体重量的有效压力，对坝的稳 定和应力情况不利，故需采取各种有效的防渗排水措施， 以削减扬压力，节省工程量。 防渗：帷幕 排水：排水孔幕（一排或多排）
重力坝小结
重力坝小结重力坝是一种重力作用为主要荷载的混凝土坝。
它通过利用重力的作用，使坝身对抗水压力，从而保持坝的稳定性。
重力坝具有结构简单、稳定性好、造价较低的特点，被广泛应用于水电站、灌溉工程等各类水利工程中。
重力坝的构造主要由坝基、坝身、坝顶和坝址组成。
坝基是重力坝的基础，它需要具备足够的承重能力和抗渗能力，以确保坝体的稳定性。
坝身是由一层或多层混凝土构成，它能够经受住水压力的作用，保持坝体的稳定性。
坝顶是坝身的最上部分，通常用于安置溢流堰或放空设备。
坝址是指重力坝所处的地理位置，它需要满足地质条件和水利条件的要求。
重力坝在施工过程中，需要采取一系列措施来保证其质量。
首先，需要进行坝基的地质勘察，确定其承受能力和稳定性。
然后，进行坝身的设计和计算，确定坝体的尺寸和形状。
在施工过程中，需要控制混凝土的配合比、浇筑方式和养护时间，以保证混凝土的质量。
此外，还需要对坝体进行监测，及时发现并修复可能存在的裂缝和渗漏。
重力坝的优点是稳定性好、结构简单、造价较低。
由于其坝体是由混凝土构成的，具有较高的抗压和抗弯强度，能够承受较大的水压力。
重力坝的结构简单，施工工期较短，能够快速建成。
与土石坝相比，重力坝的造价较低，能够节约工程费用。
然而，重力坝也存在一些缺点。
首先，由于其坝身较厚，需要大量的混凝土，造成施工和运输的困难。
其次，重力坝本身较重，需要具备良好的地基承载能力，对坝址的地质要求较高。
此外，由于其重量较大，一旦发生地震等自然灾害，可能会对坝体造成较大的影响。
综上所述，重力坝是一种结构简单、稳定性好的水利工程，具有广泛的应用前景。
然而，在实际工程中，需要综合考虑地质条件、水利条件和经济条件等因素，选择合适的坝型，并采取合理的施工措施，以确保重力坝的安全性和经济性。
大坝的四种基本类型
大坝的四种基本类型
大坝的四种基本类型包括：
1. 重力坝：重力坝是指通过自身重力来抵抗水压力的一种坝体结构。
它通常由混凝土或石块等坚固的材料构成，具有较大的体积和重量，能够稳定地承受水压力。
2. 拱坝：拱坝是指通过拱形结构来抵抗水压力的坝体。
拱坝能够将水压力通过拱形结构传递到坝两侧的基岩上，从而实现稳定支撑。
它通常由混凝土或石块等材料构成，具有较大的强度和刚性。
3. 重力拱坝：重力拱坝是重力坝和拱坝的结合体，它既利用自身重力来抵抗水压力，又通过拱形结构来增加坝体的稳定性。
重力拱坝通常由混凝土或石块等材料构成，具有较大的体积和重量，并且能够有效地分散水压力。
4. 溢流坝：溢流坝是指通过设置溢流堰来控制水位并引导多余的水流溢出的一种坝体结构。
溢流坝通常由混凝土或土石材料构成，它的主要作用是防洪和调节水流。
溢流坝可以分为重力溢流坝和堆石溢流坝两种类型，具体结构形式各异。
重力坝名词解释
重力坝名词解释
重力坝是一种大坝结构，主要依靠自身重力稳定，通常采用大块混凝土或砖石等材料建造而成。
重力坝常用于防洪、发电、灌溉等水利工程，具有结构简单、建造成本低、抗震性能好等优点。
以下是重力坝相关术语的解释：
1. 坝顶：重力坝的最高点，一般用来储存水库的水位。
2. 坝体：重力坝的主要承重部分，由混凝土或砖石等材料构成。
3. 溢洪道：重力坝的泄洪通道，通常位于坝体的两侧。
4. 下游坝脚：重力坝下游的坝底部分，通常需要加强防冲刷措施。
5. 上游坝脚：重力坝上游的坝底部分，通常需要加固防止滑坡。
6. 导流洞：重力坝建造过程中用来导流的洞口，通常会在坝体内部打通。
7. 坝顶道路：重力坝顶部的道路，用于维护和巡查。
8. 坝体检测设备：用于监测重力坝变形、渗漏等情况的设备，包括测斜仪、倾斜计等。
- 1 -。
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
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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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
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 工程常被大坝全长2309.5m，最大坝高181m，混凝土总量2800万m3， 装机容量2240万kw，是世界上最大的水利枢纽工程，标志着中国大坝建 设技术已处于世界先进水平 防洪、发电、航运是三峡工程的三大任务，相应的建筑物规模宏大。 为了避免相互干扰，影响工程效益发挥，枢纽布置研究中，首先将通航 建筑物中尺寸规模较大的船闸布置在左岸的半山坡中，避免船闸与其他 建筑物争前缘。泄水和发电两大建筑物都置于河槽内。通航与泄水和发 电三大建筑物分开排列布置
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、船闸等其它建筑物，根据地 形、地质、水力、施工等运行条件，使各建筑物有 机而协调工作
水工建筑物
1 0 1
绪
论
第一章 重力坝
第二章 拱 坝
2 3
第三章 土石坝
第一章
重力坝
重力坝是用混凝土或浆砌块石 修筑的大体积挡水建筑物 三峡181m、刘家峡148m，新安 江105m，三门峡106m，丹江口 110m 湖北省境内三座最有影响的大 坝都是混凝土重力坝 三峡、葛洲坝、丹江口大坝
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
混凝土重力坝示意图
第一节 概
重力坝的类型
述
（1）坝体高度 高（>70m）、中（30-70m）、低坝（<30m） （2）坝体筑坝材料 混凝土重力坝和浆砌石重力坝 （3）泄水条件 有溢流重力坝和非溢流重力坝 （4）坝体结构型式分类
第一节 概
一、重力坝的工作原理
利用坝体自重在坝基面产 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 利用自重引起的压应力 来抵消由水压力产生的 拉应力
第一节 概
二次风冷技术 三峡工程低温混凝土生产系
述
统是世界上已建及在建工程
中规模最大、温控要求最严 的混凝土生产系统。要求夏 季生产出机口温度为7℃的低 温混凝土，设计夏季高峰月
混凝土浇筑强度为44万m3，首
次采用了二次风冷骨料技术
第一节 概
三、重力坝的改进与发展
（1）材料方面的改进
述
减少水泥用量，采用掺合料和外加剂
第一节 概
述
二、工作特点（重点掌握内容）
缺点 断面较大，带来一系列问题 （4）需要更多的建筑材料（三峡混凝土总量2800万m3）， 坝体内部应力小，材料强度得不到充分发挥； 如50m高的重力坝，坝体内部最大应力1.2MPa， 而C15混凝土强度设计值7.5MPa （5）坝体、坝内扬压力大：在渗透水流作用下，因作 用面大，设防渗排水设施 （6）混凝土硬化时散发的大量水化热难以向外扩散， 需大量冷却设备