水工03-01重力坝的工作原理和类型 (2)

第三章 岩基上的重力坝一、学习要求学习本章要求重点掌握以下内容： 1.重力坝的工作原理与特点 2.重力坝的作用和作用效应组合3.重力坝的稳定分析4.重力坝的坝体边缘应力分析 5.非溢流重力坝及溢流重力坝的剖面设计 6.重力坝的构造及地基处理二、学习难点重力坝的坝体边缘应力分析第一节 重力坝概述一、重力坝的工作原理1.基本剖面 岩基上重力坝的基本剖面呈三角形。 图2-1重力坝剖面示意图2.结构作用 图2-2砼重力坝示意图 各坝段视为固结于地基上的悬臂梁。 3.重力坝的工作原理 重力坝的工作原理可以概括为两点： (1)依靠坝体自重在坝基面产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定的要求； (2)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 重力坝与其他坝型相比较具有以下的主要特点： 1.优点 安全可靠 对地形、地质条件适应性强 枢纽泄洪问题容易解决 便于施工导流 施工方便 结构作用明确 2.缺点 坝体剖面尺寸大，材料用量多。 坝体应力较低，材料强度不能充分发挥。 坝体与地基接触面积大，相应坝底扬压力大，对稳定不利。 坝体体积大，由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩，将产生不利的温度应力和收缩应力，因此，在浇筑混凝土时，需要有较严格的温度控制措施。三、重力坝的设计内容 1. 剖面设计。可参照已建类似工程，拟定剖面尺寸。 2.稳定分析。验算坝体沿地基面或地基中软弱结构面抗滑稳定的安全度。 3.应力分析。使应力条件满足设计要求，保证坝体和坝基有足够的强度。 4.构造设计。根据施工和运用要求确定坝体的细部构造，如廊道系统、排水系统、坝体分缝等。 5.地基处理。根据地质条件和受力情况，进行地基的防渗、排水、断层软弱带的处理等。 6.溢流重力坝和泄水孔的孔口设计。包括：堰顶高程、孔口尺寸、体形及消能、防护设计等 。 7.监测设计。包括：坝体内部和外部的观测设计，制定大坝的运行、维护和监测条例。四、重力坝的类型 1.按结构形式分 实体重力坝 宽缝重力坝 空腹重力坝 图2-3重力坝的形式 预应力重力坝 装配式重力坝 2.按泄流条件分 非溢流坝 泄水重力坝：坝顶溢流(溢流坝)、坝身泄水孔泄水 3.按筑坝材料分 砼重力坝：砼重力坝、碾压砼重力坝 浆砌石重力坝 4.按高度分 低坝：H30m 高坝：H70m中坝：H=30m70m 图2-4 溢流坝泄水方式示意图 图2-5 有压泄水孔示意图图2-6无压泄水孔示意图图2-7 峰头水库溢流坝剖面