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=h l+hz+hc,其中h l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。
21. 为提高泄水孔的内水压力，常将其出口断面面积。
22. 重力坝坝体排水措施是：靠近上游坝面设置，其上下端与坝顶和廊道直通。坝基排水措施是。
23. 坝体分缝的目的是：，满足施工的要求。常见的缝有：、和施工缝。
24. 重力坝内的廊道的作用是、和观测、交通。廊道常分为：和。
25. 坝基开挖时，应将挖除，直至新鲜坚固的基岩面。顺水流方向应开挖成的锯齿状，垂直于水流方向应开挖成。
26. 防渗帷幕的位置布置在的坝轴线附近，自河床向两岸延伸一定距离，与两岸衔接。
27. 排水孔幕布置在的下游，通常在防渗帷幕灌浆后施工。
28. 按裂缝产生的原因，可分为、、、应力缝和施工缝。
29. 混凝土坝的渗漏处理的原则是。
1.主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来维持稳定的挡水建筑物；横缝；悬臂梁；
2.坝基最低面（不含局部有深槽或井、洞部位）至坝顶路面
3.低坝（坝高＜30m）、中坝（30m ＜坝高＜70m）、高坝（70m＜坝高）。溢流重力坝；非溢流重力坝；实体重力坝；宽缝重力坝；空腹重力坝；大头坝等
4.静水压力；稳定；强度要求；三角；
5.基岩较坚固的中高溢流坝；挑射距离；冲坑
6.波浪高度；波浪中心线高出静水位的高度；安全超高。
7.地震烈度；烈度
8.荷载的基本组合；偶然组合
9.荷载的长期组合；短期组合
10.挡水建筑物；泄水建筑物；泄水
11.曲线段；直线段；反弧段
12.正常蓄
13.消能防冲；枢纽布置
14.闸墩中间；较大；溢流孔跨中
15.水流平顺；半圆形；三角形；流线形
16.泄洪孔；冲沙孔；发电孔；导流孔；有压泄水孔；无压泄水孔
17.出口；进口；深孔的进口；进口。
18.一层具有防渗、抗冻、抗侵蚀的砼作为坝体防渗设施。
19.动水；静水；动水；静水
20.闸门启闭室；上游最高水位
21.缩小
22.排水管幕；在灌浆帷幕后设排水孔幕。
23.防止温度变化和地基不均匀沉降导致坝体开裂；横缝、纵缝
24.满足灌浆；检查、排水；坝基灌浆廊道；检查和坝体排水廊道
25.卵石覆盖层、风化破碎的岩层；略向上游倾斜；足够宽度的台阶状。
26.靠近上游坝脚；不透水层
27.防渗帷幕；沉陷缝；干缩缝；温度缝
28.上堵下排
二、单项选择题
1、溢流坝属于( )。
A、挡水建筑物和泄水建筑物
B、次要建筑物
C、挡水建筑物
D、泄水建筑物
2、下列重力坝是按坝体的结构形式进行分类的有( )。
A、混凝土重力坝
B、浆砌石重力坝
C、实体重力坝
D、溢流重力坝
3、下面关于坝体应力的几种说法正确的是。
A、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应小于坝基容许压应力。
B、正常运用期，坝基面的最大铅直正应力应大于坝基容许压应力。
C、坝体内绝对不允许出现拉应力
D、以上说法都不对。
4、重力坝的坝体廊道的主要作用是( )。
A、检查和排水
B、灌浆和排水
C、排水
D、交通
5、以下泄水孔必须为有压泄水孔的是( )。
A、冲沙孔
B、灌溉孔
C、导流孔
D、发电孔
6、采用以下( )措施主要用来降低重力坝坝基的扬压力。
A、开挖与清理
B、固结灌浆
C、帷幕灌浆
D、混凝土齿墙
7、重力坝的基本剖面为( )。
A、梯形
B、三角形
C、矩形
D、正方形
8、重力坝地基处理时，顺水流方向的开挖面不宜( )。
A、成台阶状
B、成锯齿状
C、向下游倾斜
D、向上游倾斜
9、高度超过( )的坝属于高坝。
A、50 m
B、60m
C、70 m
D、100m
10、检修闸门一般布置在( )。
A、进口处
B、出口处
C、孔身段
D、泄水孔的任一断面均可
11、有压泄水孔的断面形状一般为( )。
A、矩形
B、圆形
C、城门洞形
D、马蹄形
ACABD CBCCA B
三、名词解释
1．扬压力
扬压力是渗透压力和浮托力的总称。，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成。
2．渗透压力
渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。
3．浮托力
是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。
4．荷载作用的基本组合
5．荷载作用的偶然组合
四、判断题
1．检修闸门和事故闸门都只能在静水中关闭和开启。（）
2．官厅公式只适合于计算峡谷水库的波浪三要素。（）
3．对于基本烈度为6度及其以下地区不考虑地震荷载。（）
4．坝内水平截面上的剪应力τ呈三次抛物线分布。（）
5．挑流消能适用于基岩较坚固、水头较高的情况。（）
6．固结灌浆是深层高压水泥灌浆，其主要目的是为了降低坝体的渗透压力。（）
7．地震烈度大，对建筑物的破坏小，抗震设计要求低。（）
8.设计洪水情况属于荷载的偶然组合。（）
9.按定型设计水头确定的溢流面顶部曲线，当通过校核洪水位时不能出现负压。（）
╳√╳╳√╳╳╳√√
五、简答题
1．简述重力坝的特点。
答：优点：1、工作安全，运行可靠；2、对地形、地质条件适应性强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：坝体剖面尺寸大，材料用量多
材料的强度不能够得到充分发挥
坝底扬压力大，对坝体稳定不利
砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力
2．重力坝如何进行分类？
答：重力坝的分类方法很多，主要有以下几种：按高度分类按泄水条件分类；按筑坝材料分类；按坝体结构形式分类；按施工方法分类
3．简述重力坝的设计过程。
答：①资料分析②非溢流坝剖面尺寸拟定③荷载及其组合计算④抗滑稳定计算⑤坝址抗压强度及地基应力计算⑥坝体上下游面拉应力计算 ⑦若上述④⑤⑥有一项不满足，应重新拟定坝体剖面尺寸，并重新进行计算。
4．提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？
答：①利用水重来增加坝体自重：②采用有利的开挖轮廓线：③设置齿墙：④抽水措施：⑤加固地基：⑥横缝灌浆：7.预应力措施：
5．用材料力学法计算重力坝应力的主要假定是什么？
答：①、假定坝体混凝土为均质连续各向同性的弹性体材料
②、视坝段为固接于坝基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。
③、假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道等孔洞对坝体应力的影响。
6．用微分体的平衡条件推导坝体下游边缘应力分量σxd、τd（分别计算有、无扬压力两种情况）。
答：1）无扬压力情况：取下游坝面的微分体，根据平衡条件∑=0y F 0=+-x d x yd y d d p d d στ
d s x Sin d d φ= d y x tg m d d φ==
m p d d p d yd y x d yd d )()(-=-=σστ
同样由∑=0x F 得：0(=+-x d y xd y d d d d p τσ
m p d d xd ?+=τσ
2）有扬压力情况：取下游坝面的微分体，根据平衡条件∑=0y F
0=-+-x ud x d x yd y d d p d p d d στ
m p d p d d p d p d y ud yd y x d y ud yd d )()(-+=-+=σστ
同样由∑=0
x
F
得m
p
p
d
ud
d
xd
?
+
-
=τ
σ)
(
7．简述重力坝坝体和坝基应力控制标准。
答：坝基应力控制标准：①运用期：
]
[
y
y
σ
σ?
≤
②施工期：下游坝面允许有不大于0.1MPa的拉应力，地基容许压应力取标准试块极限抗压强度的1/25～1/5，视坝体而定
坝体应力控制标准：①运用期：计入扬压力时
]
[
y
y
σ
σ?
≤
,不计入扬压力时：②施工期：
坝体内主压应力不得大于混凝土的容许压应力，下游可以有不大于0.2Mpa的主拉应力。
8．溢流重力坝的泄水方式有哪些？各有什么特点？如何选择？
答：溢坝重力坝泄水方式有①、坝顶开敞溢流式、②、孔口溢流式
开敞溢流式泄方式有设闸门和不设闸门之分，两者都具有结构简单，超泄能力大的特点。不设闸门时，又可自动泄洪，管理方便，适用于洪水流量小，淹没损失不大的中小型水库。
孔口溢流式泄水方式有固定胸墙和活动胸墙之分，胸墙可以挡水，又可减少闸门高度，降低堰顶高程，孔口溢流式可以根据洪水预报提前放水，腾出较大的防洪库容，提高水库的调洪能力。
9．有压泄水孔和无压泄水孔的闸门如何布置？
答：①有压泄水孔的工作闸门布置在出口处，孔内始终保持满水有压状态，检修闸门或事故闸门布置在有压泄水孔的进口处
②无压泄水孔的工作闸门布置在深孔的进口，使闸门后泄水道内始终保持无压明流，检修闸门布置在进口压力短管部分。
10．通气孔、平压管的作用各是什么？
答：通气孔是向检修门和工作门之间的泄水孔道内充气和排气的通道
平压管是埋在坝体内部，平衡检修闸门两侧水压以减少启门力的输水管道。
11．重力坝为什么要进行分缝？常见的缝有哪些？
答：重力坝设缝的目的是为了避免因坝基发生不均匀沉陷和温度变化而引坝体开裂。常见的缝有、横缝、纵缝、施工缝等。
12．坝内廊道有哪些？各有什么作用？
答：坝内廊道主要有：1、坝基灌浆廊道；2、检查和坝体排水廊道
坝基灌浆廊道主要作用是为保证灌浆质量高灌浆压力。检查排水廊道是为了检查、观测和坝体排水方便。
13．重力坝对地基有哪些要求？
答：①、重力坝地基应具有足够的抗压和抗剪强度，以承受坝体的压力
②、应具有良好的整体性和均匀性，以满足坝基的抗滑稳定要求和减少不均匀沉降
③、应具有足够的抗渗性和耐久性，以满足渗透稳定的要求和防止渗渗水作用下的岩体变质恶化。
14．重力坝地基处理的措施有哪些？
答：①坝基的开挖与清理
②坝基的加固处理
固结灌浆
断层破碎带、软弱夹层的处理措施：设置砼塞
③坝基的防渗与排水
帷幕灌浆
设排水孔
15．固结灌浆、帷幕灌浆各有什么作用？
答：固结灌浆可提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性。
帷幕灌浆可降低渗透水压力，减少渗流量，防止坝基产生机械或化学管涌。
16．简述重力坝坝基的防渗与排水措施。
答：为了降低渗透水压力，减少渗流量，可在重力坝的坝踵附近采用帷幕灌浆进行防渗。帷幕灌浆是在坝踵附沿坝轴线方向，打一排深孔，用高压水泥浆或水泥粘土浆进行灌浆，从而形成一道阻止水渗透的屏障。
排水措施：在防渗帷幕后设一道主排水孔，在坝体的下游设置辅助排水孔将坝基透过防渗帷幕的渗水集中起来，抽排到坝体外，从而降代坝基底面的扬压力、
17．混凝土重力坝在运用过程中，表现出的问题有哪些？
答：混凝土重力坝在运用过程中有失稳、风化、磨损、剥蚀、裂缝、渗漏等问题
18．混凝土重力坝的裂缝按其成因可分为哪几种？常用的处理方法有哪些？
答：裂缝按其成因可分为：沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝、施工缝
处理方法：表层涂抹、喷浆修补、表层粘补、凿槽嵌补和灌浆处理。
19．渗漏的危害是什么？如何处理渗漏？
答：渗漏的危害主要表现在：渗漏将增加坝体、坝基扬压力而影响大坝的稳定性，由于渗水的侵蚀作用，使混凝土强度降低，缩短大坝寿命，严重的渗漏不但造成水量损失，影响水库蓄水，而且会导致大坝变形或破坏。
渗漏处理的原则是“上堵下排”，对坝体渗漏处理采用迎水面封堵。当迎水面有困难且渗漏裂缝不影响正常运用时，也可在漏水出口处处理，对于裂缝漏水，还可以用内部灌浆的方法处理。对于坝基（或接触）渗漏的处理：加深加厚帷幕，接触灌浆处理，固结灌浆处理，改善排水条件。
六、计算题
1．某混凝土重力坝的剖面如图所示。分别绘图并计算有排水孔、无排水孔的情况下坝底面的扬压力。（α=0.3）
解：取坝长为1m
无排水孔时：
扬压力标准值：
有排水孔时：
2．已知某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为50m，相应下游水位为15m，坝顶高程为60m，上游坝坡为1：0.2，下游坝坡为1：0.7，坝顶宽度为5m，在距上游坝面7m 处设有排水孔幕。混凝土的容重采用γc =24kN/m3，水的容重采用γw =10kN/m3，渗透压力强度折减系数α=0.3。（浪压力忽略不计）
(1)计算荷载大小；
(2)画出荷载分布图，标出荷载作用的位置。
(3)已知接触面的抗剪断参数f′=0.9、C′=700kPa，抗滑稳定安全系数允许值[Ks]=3.0，试用抗剪强度公式求Ks并判别是否满足抗滑稳定要求。
解：（1）建基面顺水流向总长度：
排水孔距坝底中心O点的距离：
①自重：分为三块：
距O点：
距O点：
距O点：
②水重：
距O点：
距O点：
③水平水压力：
上游：
距O点高：
下游：
距O点高：
④扬压力：
距O点0（m）
距O点：20.25-3.5＝16.75（m）
距O点：
距O点：
（3）
3．已知混凝土的强度等级为C10，基岩的允许压应力为5000kPa，其它条件同上题，试验算坝基面的垂直正应力是否满足要求？
解：坝趾处的压应力在计入扬压力时为
式中：
地基承载力满足要求；对砼C10抗压强度标准值为10Mpa ＝10000Kpa 砼抗压强度远远大于砼内压应力，因此砼强度也能满足要求。
4．某一混凝土重力坝的剖面如图所示，其坝基面向上游倾斜，倾角为θ，坝与坝基面的抗剪断参数为f ′、C ′，设作用于坝基面的扬压力为U 。请按抗剪断强度公式推求抗滑稳定安全系数。
解：当滑动面为水平时 ∑∑+-=P A C U W f K s ')(('＝滑动力抗滑力
当滑动面倾向上游并与岩基呈θ角时，可将P 、W 两力分解成沿滑动面方向的分力，和垂直滑动面上分力，则：
θ
θθθsin cos ')sin cos (W P A
c P U W f K s ∑-∑+∑+-∑=
文献综述题目：重力坝设计
重力坝设计 摘要：重力坝从结构上可分为：实体重力坝，宽缝重力坝和空腹重力坝三种类型。对于这几种坝型，本文主要从应力、稳定及结构优化设计，温控等方面简要介绍了当前的处理方法并对重力坝研究的发展方向进行了展望。 关键词：重力坝应力稳定及结构优化设计温控发展趋势 1、选题的目的及意义 重力坝是一种古老的坝型，以其体形简单、便于泄洪和能适应多种地基条件而被广泛采用。在漫长的坝工发展史上，特别是20世纪利用混凝土建坝以来，重力坝起了重要的作用（沈崇刚，1999.12）[1]。中国是一个坝工大国，大坝的建设已有2500多年历史，无论是从数量上还是从规模上都居于世界前列。新中国成立以来，共修建堤坝86900多座（郑连第，2000.4）[2]截至1982年，超过200米的大坝有24座，超过100米的有345座，超过60米的有1350座。它们在水力发电、防洪减灾、工农业用水、航运、水产和环保旅游等方面，发挥了巨大的社会效益和经济效益。随着水利水电事业的发展，大坝的建设必将更加迅猛的发展（程念高，2000.2） [3] 混凝土重力坝是高度可靠建筑物，其可靠性在坝工建设发展过程中通过完善的施工和运行方法予以保证。但是大坝像所有其他建筑物一样也会发生事故（刘浩吾，1999.7）[4]。根据国际大坝委员会提供的资料，截至1987年1月，在国际大坝委员会72个成员国正在运行的36 235座各种类型的高坝(其中包括中国的17406座坝)中，有事故记录的即有1 105座，其中107座坝遭到破坏。根据1900-1980年大坝故障统计资料，岩基上混凝土坝在破坏方面的可靠性为0. 99767，在损坏方面的可靠性则为0. 9556每年因大坝破坏造成的死亡人数达133~146人。法国的马尔赛拱坝，美国的提堂坝以及我国的板桥，石漫滩等大坝的失事就曾给下游人们带来严重的灾难（邢林生，2001.1）[5]。我国2000年对96座大、中型水电站大坝重大缺陷和隐患进行了分析统计。约40%的大坝防洪标准低于现行规范的要求。有60多座呈现出老化的现象，这不仅威胁防洪安全，而且严重影响水库发展及水电站效益的发挥。因此，对混凝土重力坝的进一步研究具有非常重要的理论意义和现实意义。 2、重力坝的结构类型及研究热点 重力坝是国内外建造数量最多的一种混凝土坝，至2000年为止，我国已建混凝土重力坝150座，其中实体重力坝125座，宽缝重力坝17座，空腹重力坝8座。 2.1实体重力坝 2.1.1实体重力坝的优点
六、坝体强度承载能力极限状态 计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料 坝顶高程：m 校核洪水位（P = %）上游：m 下游：m 正常蓄水位上游：m 下游：m 死水位：m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= c `= Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= m/s 吹程D = 1000 m
（二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面 (1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位，下游水位） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×× /2 = KN W 3 = ×（）2× /2 = KN ∑W = KN W 1作用点至O 点的力臂为： /2 = m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?-
竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OW1 = 2040×= 8772 KN·m M OW2 = －×= －KN·m M OW3 = －×= －445 KN·m ∑M OW = KN·m ②静水压力（水平力） P1 = γH12 /2 = ×－1090)2 /2= －KN P2 =γH22 /2 =×2 /2 = ∑P = －KN P1作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = P2作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = 静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OP1 = ×= －6089 KN·m M OP2 = ×= KN·m ∑M OP = －KN·m ③扬压力 扬压力示意图请见下页附图： H1 = －1090 = m H2 = －1090 = m (H1 －H1) = －= m 计算扬压力如下： U1 = ××= KN U2 = ××/2 = KN ∑U = KN
土坝坝顶高程计算说明书 1 计算基本资料 达兰河流域属大陆性气候，其特点是光照充足，夏季炎热，冬季寒冷，干燥少雨，蒸发量大，春季多风，库区最大风速18m3/s,多年平均最大风速12.6m3/s,风向多顺河，风向基本上与坝轴线正交，吹程D=5.3km。东田水库属内陆峡谷水库。 东田水库枢纽工程的特征水位如下： ●死水位1400.0m ●正常蓄水位1435.5m ●设计洪水位1437.66m ●校核洪水位1440.25m 本工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据中华人民共和国国家经济贸易委员会发布的《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）总则所述：设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震计算，但对1级水工建筑物仍应按规范采取适当的工程措施。 2 设计计算情况 根据中华人民共和国水利部发布的《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），第5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值： (1)设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高超高； (2)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高； (3)校核洪水位加正常运用条件下的坝顶超高； (4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高，再按本规范5.3.2条规定加地震 安全加高。 本工程地震基本烈度为Ⅵ度，故由《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073－2000）知不考虑地震加高。 第5.3.4条规定：当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高可改为对防浪墙顶的要求。但此时在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；在非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。 第5.3.5规定，设计计算风速的取值应遵循下列规定： (1)正常运用条件下的1级、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0倍；
重力坝的稳定性 汪祥胜3008205112（46）前言： 重力坝是世界出现最早的一种坝型，早在2900年前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。随着我国重力坝建设的繁荣，数量的增多和高度的不断提升，使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关，而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作，通过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题，包括什么是重力坝，重力坝稳定的意义，其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。 一．什么是重力坝 1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。 重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 2.优缺点： 重力坝优点：重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点：①相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对地说不太高；④在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。 重力坝缺点：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；②坝体体积大，耗用水泥多；③施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。 3.工作原理；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引起的拉应力来满足。 4.重力坝类型： 重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。 重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝；③空腹重力坝。 重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。 实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。①悬臂式重力坝：横缝不设键槽，不灌浆；②铰接式重力坝：横缝设键槽，但不灌浆；③整体 式重力坝：横缝设键槽，并进行灌浆 二．稳定性分析方法： 1.抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。当岸坡坝段地形陡峻时，还需核算这些坝段在三向荷载作用下的抗滑稳定。
XXXXXX 继续教育学院 毕业论文 题目 XXX水库 混凝土重力坝枢纽设计 专业水工 层次专升本 姓名 学号
前言 关键词：重力坝剖面稳定应力细部构造地基处理 本次设计内容为河南南潘家口水利枢纽，坝型选择为混凝土重力坝，坝轴线选择和枢纽布置见1号图SG-01潘家口水库平面图所示。 整座重力坝共分53个坝段，主要有非溢流挡水坝段、溢流表孔坝段、溢流底孔坝段和电站厂房坝段。其中非溢流挡水坝段每坝段宽15米，分布于大坝两端；厂房坝段每段宽16米，布置在靠近右岸的主河床上，装机3台机组；底孔坝段每段宽22米，布置在厂房坝段左侧的主河床上；溢流坝段每段宽18米，布置在滦河主河床上。详见1号图SG-02下游立视图。 挡水坝段最大断面的底面高程为128米，坝顶高程为228米，防浪墙高1.2米，最大坝高为101.2m，属高坝类型。坝顶宽12米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为181米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程688.98英尺，详细情况参见1号图SG-03挡水坝剖面图。 溢流坝段最大断面的底面高程为126米，堰顶高程210米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25.0米，鼻坎高程取159米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为181米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连，详细情况见1号图SG-02溢流堰标准横断面图所示。 本枢纽溢流堰采用挑流方式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。 以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。 本次设计只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。 编者 2008.9
重力坝的材料及构造相 关知识 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
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。
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=h l +hz+hc,其中h l 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。
5.1重力坝剖面设计及原则 5.1.1剖面尺寸的确定 重力坝坝顶高程1152.00m，坝高H=40.00m。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须要有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取坝高的8%～10%，且不小于2m。若有交通要求或有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。综合考虑以上因素，坝顶宽度m B10 。 考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率n=0～0.2，下游边坡坡率m=0～0.8。故上游边坡坡率初步拟定为0.2，下游边坡坡率初步拟定为0.8。上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定，一般折坡点在坝高的1/3～2/3附近，故初拟上游折坡点高程为1138.20m。下游折坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处），故初拟下游折坡点高程为1148.50m。 5.1.2剖面设计原则 重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。 非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。 遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面。 5.2重力坝挡水坝段荷载计算 5.2.1基本原理与荷载组合 重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、冰压力、地震荷载等。本次设计取单位长度的坝段进行计算。相关荷载组合见表4.5。 表4.5 荷载组合表 组合情况相关 工况 自 重 静水 压力 扬压 力 泥沙 压力 浪压 力 冰压 力 地震 荷载 动水 压力 土压 力 基本正常√√√√√√
第六节溢流重力坝（一） 引言：溢流重力坝简称溢流坝，既是挡水建筑物，又是泄水建筑物。因此，坝体剖面设计除要满足稳定和强度要求外，还要满足泄水的要求，同时要考虑下游的消能问题。当溢流坝段在河床上的位置确定后，先选择合适的泄水方式，并根据洪水标准和运用要求确定孔口尺寸及溢流堰顶高程。 本节主要介绍：溢流坝的设计要求、溢流坝的泄水方式和溢流坝的剖面设计 一．溢流坝的设计要求 溢流坝是枢纽中最重要的泄水建筑物之一，将规划库容所不能容纳的大部分洪水经坝顶泄向下游，以便保证大坝安全。溢流坝应满足泄洪的设计要求： ●有足够的孔口尺寸、良好的孔口体形和泄水时具有较大的流量系数。 ●使水流平顺地通过坝体，不允许产生不利的负压和振动，避免发生空蚀现象。 ●保证下游河床不产生危及坝体安全的冲坑和冲刷。 ●溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行。 ●有灵活控制水流下泄的设备，如闸门、启闭机等。 二．溢流坝的泄水方式 图示讲解： 1．坝顶开敞溢流式
溢流坝泄水方式（单位：m） （a）坝顶溢流式 1一350T门机；2一工作闸门 （b）大孔口溢流式 1一175/40T门机；2一12×10m定轮闸门；3一检修门 （c）具有活动胸墙的大孔口 1-活动胸墙；2一弧形闸门；3一检修门槽；4一预制混凝土块安装区 不设闸门时，堰顶高程等于水库的正常蓄水位，泄水时，靠壅高库内水位增加下泄量，这种情况增加了库内的淹没损失和非溢流坝的坝顶高程和坝体工程量。坝顶溢流不仅可以用于排泄洪水，还可以用于排泄其它漂浮物。它结构简单，可自动泄洪，管理方便。适用于洪水流量较小，淹没损失不大的中、小型水库。 当堰顶设有闸门时，闸门顶高程虽高于水库正常蓄水位，但堰顶高程较低，可利用闸门不同开启度调节库内水位和下泄流量，减少上游淹没损失和非溢流坝的高度及坝体的工程量。与深孔闸门比较，堰顶闸门承受的水头较小，其孔口尺寸较大，由于闸门安装在堰顶，操作、检修均比深孔闸门方便。当闸门全开时，下泄流量与堰上水头H0的3/2次方成正比。随着库水位的升高，下泄流量增加较快，具有较大的超泄能力。在大、中型水库工程中得到广泛的应用。
项目名称：几内亚凯勒塔（KALETA）水电站工程项目阶段：复核阶段 计算书名称：重力坝抗滑稳定及应力计算 审查： 校核： 计算： 黄河勘测规划设计有限公司 Yellow River Engineering Consulting Co. ,Ltd. 二〇一二年四月
目录 1.计算说明..................................................................................... 错误!未定义书签。 目的与要求 ......................................................................... 错误!未定义书签。 基本数据 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.计算参数和研究方法................................................................. 错误!未定义书签。 荷载组合 ............................................................................. 错误!未定义书签。 计算参数及控制标准 ......................................................... 错误!未定义书签。 计算理论和方法 ................................................................. 错误!未定义书签。 3.计算过程..................................................................................... 错误!未定义书签。 荷载计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。 自重 ............................................................................. 错误!未定义书签。 水压力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 扬压力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 地震荷载 ..................................................................... 错误!未定义书签。 安全系数及应力计算 ......................................................... 错误!未定义书签。 4.结果汇总..................................................................................... 错误!未定义书签。
某混凝土重力坝施工导流设计 一、工程概况 本水库是该流域水利水电建设规划中的主体工程之一。坝址位于某乡上游3km处，控 制流域面积317km2，坝址处多年平均流量11.1m3/s，年径流总量3.500击。本工程是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程。b5E2RGbCAP 工程总库容为1.6X 108m,正常高水位130.0m,死水位112.0m,设计洪水位130.74m, 校核洪水位132.4m,水库有效库容达1.0 X 108m,为年调节性水库。p1EanqFDPw 该工程拦河坝的坝型为砼重力坝，电站布置在河床右侧的非溢流坝段的后面，为坝后式布置，坝顶全长315m 坝顶高程135m其中左非溢流坝坝段长度为100m溢流坝段长度为48m右非溢流坝段长度167m溢流坝段布置在河床中部偏左岸，设有3孔6m X 12m的弧形 工作闸门，堰顶高程124m坝底最大宽度为54m消能方式为挑流消能，在坝后式厂房处，非溢流坝段的最大底度为46.6m,厂房最大宽度为13.7m,厂坝联结段为4m。DXDiTa9E3d 电站装机容量为2X 3200KW引水压力钢管设在非溢流坝段内，进水口底板高程为 95.0m,管径1.75m，采用单机供水的布置方式。水轮机安装高程85.0m，设计工作水头 36.0m,最大工作水头45.0m，最小工作水头27.0m。RTCrpUDGiT 工程枢纽处地形及工程布置见图1。 二、基本资料 1.工程水文资料 该水库库容在1X 108m以上，主坝工程为二级建筑物，坝址设计洪水过程线，是根据上游3km处水文观测站实测某年最大一次洪水典型加以修正，以洪峰、洪量控制进行放大而得。现将各设计频率洪水过程线、施工设计洪水等水文资料列于表1?表5。5PCzVD7HxA 表1 坝址设计洪水过程线单位：m3/s 表3 水文站实测历年月平均流量单位：m/s
坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算 （一）、基本资料 坝顶高程：1107.0 m 校核洪水位（P = 0.5 %）上游：1105.67 m 下游：1095.18 m 正常蓄水位上游：1105.5 m 下游：1094.89 m 死水位：1100.0 m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：1098.3 m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.5 c `= 0.2 Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = 19.44 m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= 12.9 m/s 吹程D = 1000 m （二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面
荷载作用的 标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位1105.5m ，下游水位1094.89m ） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×10.75×8.6 /2 = 1109.4 KN W 3 = 9.81×（1094.5-1090）2×0.8 /2 = 79.46 KN ∑W = 3228.86 KN W 1作用点至O 点的力臂为： (13.6-5) /2 = 4.3 m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?- 竖向力对O 点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）： M OW1 = 2040×4.3 = 8772 KN ·m M OW2 = －1109.4×1.067 = －1183.7 KN ·m
坝体强度承载能力极限状态 计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料 坝顶高程：1107.0 m 校核洪水位（P = 0.5 %）上游：1105.67 m 下游：1095.18 m 正常蓄水位上游：1105.5 m 下游：1094.89 m 死水位：1100.0 m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：1098.3 m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.5 c `= 0.2 Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = 19.44 m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= 12.9 m/s 吹程D = 1000 m
（二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面 (1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位1105.5m ，下游水位1094.89m ） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×10.75×8.6 /2 = 1109.4 KN W 3 = 9.81×（1094.5-1090）2×0.8 /2 = 79.46 KN ∑W = 3228.86 KN W 1作用点至O 点的力臂为： (13.6-5) /2 = 4.3 m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?-
竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OW1 = 2040×4.3 = 8772 KN·m M OW2 = －1109.4×1.067 = －1183.7 KN·m M OW3 = －79.46×5.6 = －445 KN·m ∑M OW = 7143.3 KN·m ②静水压力（水平力） P1 = γH12 /2 = 9.81×(1105.5－1090)2 /2= －1178.4 KN P2 =γH22 /2 =9.81×(1094.89-1090)2 /2 = 117.3KN ∑P = －1061.1 KN P1作用点至O点的力臂为：(1105.5－1090)/3 = 5.167m P2作用点至O点的力臂为：(1094.89－1090)/3 = 1.63m 静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OP1 = 1178.4×5.167 = －6089 KN·m M OP2 = 117.3×1.63 = 191.2 KN·m ∑M OP = －5897.8 KN·m ③扬压力 扬压力示意图请见下页附图： H1 = 1105.5－1090 = 15.5 m H2 = 1094.89－1090 = 4.89 m (H1 －H1) = 15.5－4.89 = 10.61 m 计算扬压力如下： U1 = 9.81×13.6×4.89 = 652.4 KN U2 = 9.81 ×13.6×10.61 /2 = 707.8 KN ∑U = 1360.2 KN
混凝土重力坝施工导流 设计方案 一、工程概况 本水库是该流域水利水电建设规划中的主体工程之一。坝址位于某乡上游
3km处，控制流域面积317km2，坝址处多年平均流量11.1m3/s，年径流总量3.5×108m3。本工程是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程。 工程总库容为1.6×108m3，正常高水位130.0m，死水位112.0m，设计洪水位130.74m，校核洪水位132.4m，水库有效库容达1.0×108m3，为年调节性水库。 该工程拦河坝的坝型为砼重力坝，电站布置在河床右侧的非溢流坝段的后面，为坝后式布置，坝顶全长315m，坝顶高程135m，其中左非溢流坝坝段长度为100m，溢流坝段长度为48m，右非溢流坝段长度167m，溢流坝段布置在河床中部偏左岸，设有3孔6m×12m的弧形工作闸门，堰顶高程124m，坝底最大宽度为54m，消能方式为挑流消能，在坝后式厂房处，非溢流坝段的最大底度为46.6m，厂房最大宽度为13.7m，厂坝联结段为4m。 电站装机容量为2×3200KW。引水压力钢管设在非溢流坝段内，进水口底板高程为95.0m，管径1.75m，采用单机供水的布置方式。水轮机安装高程85.0m，设计工作水头36.0m，最大工作水头45.0m，最小工作水头27.0m。 工程枢纽处地形及工程布置见图1。 二、基本资料 1.工程水文资料 该水库库容在1×108m3以上，主坝工程为二级建筑物，坝址设计洪水过程线，是根据上游3km处水文观测站实测某年最大一次洪水典型加以修正，以洪峰、洪量控制进行放大而得。现将各设计频率洪水过程线、施工设计洪水等水文资料列于表1～表5。 表1 坝址设计洪水过程线单位：m3/s
重力坝的稳定性 汪祥胜 ( 46) 前言: 重力坝是世界出现最早的一种坝型, 早在29 前在埃及就出现了最早的重 力挡水坝。随着中国重力坝建设的繁荣, 数量的增多和高度的不断提升, 使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关, 而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作, 经过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题, 包括什么是重力坝, 重力坝稳定的意义, 其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。 一．什么是重力坝 1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大致积档水建筑物, 其基本剖面是直角三角形, 整体是由若干坝段组成。 重力坝在水压力及其它荷载作用下, 主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 2.优缺点: 重力坝优点: 重力坝之因此得到广泛应用,是由于有以下优点: ①相对安全可靠,耐久性好, 抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强; ②设计、施工技术简单, 易于机械化施工; ③对不同的地形和地质条件适应性强, 任何形状河谷都能修建重力坝, 对地基条件要求相对地说不太高; ④在坝体中可布置引水、泄水孔口, 解决发电、泄洪和施工导流等问题。 重力坝缺点: ①坝体应力较低, 材料强度不能充分发挥; ②坝体体积大, 耗用水泥多; ③施工期混凝土温度应力和收缩应力大, 对温度控制要求高。 3.工作原理; 重力坝在水压力及其它荷载作用下必须满足:
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引起的拉应力来满足。 4.重力坝类型: 重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。 重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝; ③空腹重力坝。 重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。 实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。①悬臂式重力坝: 横缝不设键槽, 不灌浆; ②铰接式重力坝: 横缝设键槽, 但不灌浆; ③整体 式重力坝: 横缝设键槽, 并进行灌浆 二．稳定性分析方法: 1.抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。当岸坡坝段地形陡峻时, 还需核算这些坝段在三向荷载作用下的抗滑稳定。 2.重力坝滑动失稳模式极其计算方法 重力坝可能沿坝基平面滑动, 也可能沿地在中缓倾角断层或软弱夹层滑动。中国修建了大中型重力坝100余座, 其中有1/3存在深层滑动问题。 ( 一) 沿坝基面的抗滑稳定分析
第一章设计基本资料及任务 第一节设计基本资料 一、枢纽任务 本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用。水电站装机容量为21.75万kW，装3台机组。正常蓄水位为110.5m，死水位为86.5m，三台机满载时的流量为405m3/s。采用坝后式厂房。工程建成后，可增加保灌面积90万亩，减轻洪水对下游城市和平原的威胁。在遇P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调节后，洪峰流量可由原来的18200m3/s、14100 m3/s分别削减为6800 m3/s和6350 m3/s；水库蓄水后形成大面积水域，为发展养殖业创造有利条件。 二、基本资料 1、规划数据 本重力坝坝高86.9m，坝全长368m，溢流坝位于大坝中段长度73米，非溢流坝分别接溢流坝两侧各147.5m，坝顶宽度8m，坝底宽度80.5m，坝底高程28m，坝顶高程114.9m，正常蓄水位110.5m，死水位86.5m。 坝址处的河床宽约120m，水深约1.5～4m。河谷近似梯形，两岸基本对称，岸坡取约35o。 2、工程地质 坝基岩性为花岗岩，风化较深，两岸达10m左右。新鲜花岗岩的饱和抗压强度为100～200MPa，风化花岗岩为50～80Mpa。坝址处无大的地质构造。 3、其他资料 - 1 -
（1）风向吹力：实测最大风速为24m/s，多年平均最大风速为20m/s，风向基本垂直坝轴线，吹程为4km。 （2）本坝址地震烈度为7度。 （3）坝址附近卵砾石、碎石及砂料供应充足，质量符合规范要求。 三、表格 表1比选数据 - 2 -
表2岩石物理力学性质 四、参考文献 1．混凝土重力坝设计规范水利电力部编 2．水工建筑物任德林河海大学出版社 3．水工设计手册泄水与过坝建筑物水利电力出版社 4．混凝土拱坝及重力坝坝体接缝设计与构造水电部黄委会编 第二节设计任务 一、枢纽布置 （1）拟定坝址位置 - 3 -
基于ANSYS 的重力坝三维静动态结构分析 目录 1 引言..................................................................... 1.. 2 工程概况................................................................. 1... 3 基本资料................................................................. 1... 3.1 反应谱............................................................ 1... 3.2 材料参数.......................................................... 2... 3.3 规范要求.......................................................... 2... 4 分析简介................................................................. 4... 4.1 分析模型.......................................................... 4... 4.2 边界条件.......................................................... 6... 4.3 荷载工况.......................................................... 6... 5 计算成果................................................................. 7... 5.1 工况一............................................................. 7... 5.2 工况二............................................................ 8... 5.3 工况三 1..0. 5.4 工况四 1..1. 5.5 工况五 1.. 2. 5.6 工况六 1..4. 5.7 结果总结及分析 1..5 6 结论及建议 1..7. 7 分析命令流 1..7.
实用标准文档 混凝土重力坝坝顶超高计算书标准格式 工程设计分院坝工室 2006.3.
核定：审查：校核：编写：
——水电站工程（或水库工程、水利枢纽工程） 混凝土重力坝坝顶高程计算书 1计算说明 1.1适用范围（设计阶段） 本计算书仅适用于工程设计阶段的（坝型）坝顶超高/高程计算。 1.2工程概况 工程位于省市（县）的江（河）上。该工程是以为主，兼顾、、等综合利用的水利水电枢纽工程。 本工程规划设计阶段（或预可行性研究阶段，可行性研究阶段/初步设计阶段，招标设计阶段）设计报告已于年月经审查通过。水库总库容×108m3，有效库容×108m3，死库容×108m3；灌溉面积亩；水电站装机容量MW，多年平均发电量×108 kW·h，保证出力MW。选定坝址为，选定坝型为。 根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003，工程等别为等型工程，拦河坝为级永久水工建筑物。（因拦河大坝坝高已超过其规定的高度，拦河坝应提高级，按级建筑物设计。） 1.3计算目的和要求 通过混凝土重力坝坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位高差的计算，以确定防浪墙顶高程和大坝高度，为坝体断面设计及坝体工程量计算提供可靠的依据。
1.4计算原则和方法 1.4.1计算原则 (1)坝顶上游防浪墙顶与正常蓄水位、设计洪水位或校核洪水位的高差，包括 最大浪高、波浪中心线至水库静水位的高度和安全超高。 (2)确定的坝顶高程不得低于水库正常蓄水位及设计洪水位。 (3)坝顶高程的确定尚需考虑枢纽中其他建筑物(如船闸坝顶桥下通航净空) 对坝顶高程的要求。 1.4.2计算方法 因选定坝型为（混凝土重力坝），防浪墙顶在水库静水位以上的高差按《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999式(11.1.1)计算，即： h=h1%+h z+h c 式中，h—防浪墙顶至水库静水位的高差，m； —浪高，m； h 1% 波浪中心线至水库静水位的高度，m； h z 安全超高，m。 h c 1.5计算工况 (1)正常蓄水位+相应的墙顶高差； (2)设计洪水位+相应的墙顶高差； (3)校核洪水位+相应的墙顶高差。 2计算依据 2.1规程规范和相关的技术文件 (1)规程规范 《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180—2003。
毕业答辩题2—专业课题组 Ⅱ重力坝部分 26、对不同级别的水工建筑物在哪些方面有不同的设计要求？ 答：主要表现在四个方面：抵御洪水的能力、结构的强度和稳定性、建筑材料和运行的可靠性。 27、重力坝有哪些工作特点，重力坝枢纽设计包括哪些内容？ 1)重力坝的工作特点：①失事率低，工作安全可靠；②对地质地形条件适应性强；③一般不 需另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑；④结构作用明确；⑤施工方便；⑥材料用量多，坝内应力低，材料强度不能充分发挥；⑦坝体体积大，对混凝土温度控制的要求较高。 2)重力坝的设计内容：①剖面设计；②稳定分析；③应力分析；④构造设计；⑤地基处理。 28、作用在重力坝上的地震荷载有哪些，如何确定地震惯性力的大小和不利方向？ 1)作用在重力坝上的地震荷载包括地震惯性力、地震动水压力和动土压力。 2)水平向地震惯性力：Q 0 = K H C Z FW 竖向地震惯性力：Q 0 = 2/3K H C Z FW 3)地震惯性力的不利组合方向。考虑顺河流水平方向地震惯性力时，对满库情况，取地震波 向上游传播，坝体受到指向下游的地震惯性力，对重力坝抗滑及坝踵处应力均不利；空库时，取地震波向下游传播，坝体受到指向上游的地震惯性力，对坝趾处应力不利。 29、地震动水压力的分布和指向与静水压力有何不同？ 作用在坝体上下游的地震动水压力均垂直于坝面，且二者作用方向一致，大小不等。静水压力方向垂直作用于被作用面，作用于同一点上各方向的静水压力大小相等 30、重力坝设计需计算哪些荷载组合，区分荷载组合的意义是什么？ 1)重力坝设计需计算基本荷载和特殊荷载。 2)区分荷载组合的意义：主要是在设计时应从两种组合中选择几种最不利的，起控制作用的 工况进行计算，使之满足规范中规定的要求，并按出现几率的大小，确定采用不同的安全系数 31 、重力坝须对哪些不利结构面进行抗滑稳定验算，为什么？ 抗滑稳定验算面：（1）沿坝基面的抗滑稳定分析（2）地基深层抗滑稳定分析（3）岸坡坝段的抗滑稳定分析 其目的主要是验算坝体沿坝基面及坝基内深层软弱结构面或岸坡坝段的抗滑稳定安全度。 32、抗剪强度与抗剪断强度公式有何不同，说明式中各项参数的意义与来源？