第三章岩基上的重力坝

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1、3.1.0第三章岩基上的重力坝§3.1概述©历史上最早的挡水坝：公元前2900年古埃及在尼罗河上造的高15m、顶长240的挡水坝，靠自重维持稳定。©历史上较早修建的堰、坝，都是靠结构自重维持稳定。即：重力坝，因结构简单、安全可靠。j03.1.1第三章岩基上的重力坝§3.1概述一、重力坝的工作原理及特点1.工作特点：¾①主要依靠坝体自重产生的抗滑力满足稳定要求。¾②依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力产生的拉应力2.基本剖面：三角形3.材料：混凝土、浆砌石y3.1.1第三章岩基上的重力坝§3.1概述一、重力坝的工作原理及特点4.坝轴线(纵

2、轴线)¾一般为直线，特殊情况下可为折线或曲线(凸向上游)。5.坝体分段¾为了适应地形、温度、施工能力分成多块独立工作，块间采用止水措施。y3.1.1第三章岩基上的重力坝§3.1概述一、重力坝的工作原理及特点6.防渗和排水¾为减小渗透压力需设置排水管、排水孔幕、防渗帷幕等。y3.1.1第三章岩基上的重力坝§3.1概述一、重力坝的工作原理及特点7.重力坝的优点¾①安全可靠。尺寸大、应力低、材料强度高且耐久性好，失事率最低。¾②对地形、地质条件的适应性强。几乎任何河谷均可建重力坝，因应力低，对地质条件的要求比拱坝低。¾③枢纽泄洪问题容易解决。

3、不需另设溢洪洞、溢洪道等。¾④便于施工导流。可利用坝体导流。¾⑤施工方便。可采用机械化施工，放样、立模等简单。¾⑥结构作用明确。各坝段独立工作，作用明确，应力、稳定计算简单。y3.1.1第三章岩基上的重力坝§3.1概述一、重力坝的工作原理及特点8.重力坝的缺点¾①耗材多。坝体剖面尺寸大，材料用量多。¾②材料强度未充分发挥。因坝体应力低。¾③坝底扬压力大。因坝底宽大。¾④施工温度控制严格。因坝体大，水化热不易散发，易产生温度应力j13.1.2第三章岩基上的重力坝§3.1概述二、重力坝的设计内容©主要有以下设计内容¾¾①剖面设计：①剖面设计

4、：可参照已建工程。¾¾②稳定分析：②稳定分析：分析沿地基面和地基内软弱面的抗滑稳定安全要求。¾¾③应力分析：③应力分析：分析坝体、坝体应力是否满足材料强度要求。¾¾④构造设计：④构造设计：坝体细部设计，如廊道系统、防渗系统、排水系统……。¾¾⑤地基处理：⑤地基处理：地基防渗、排水、覆盖层、断层及软弱夹层的处理。¾¾⑥泄洪设计：⑥泄洪设计：泄洪方式、能力及消能措施等设计。¾¾⑦监测设计：⑦监测设计：埋设观测探头等。j23.1.3第三章岩基上的重力坝§3.1概述三、重力坝的建设情况¾①19世纪以前采用浆砌石，19世纪后期才开始采用砼。¾②2

5、0世纪以前采用材料力学和弹性力学理论和方法。¾③19世纪末期才考虑扬压力的影响，采用排水、防渗措施。¾④20世纪采用开始设横、纵缝，采用施工温度控制。¾⑤20世纪60年代才逐步形成现代筑坝技术。¾⑥我国1949～1985年建成的坝高30m以上的113座混凝土大坝中，重力坝占51％。je3.2.1第三章岩基上的重力坝§3.2重力坝的荷载及其组合一、荷载㈠荷载组成¾①自重：包括固定设备¾②水压力：包括动水和静水压力¾③扬压力：？¾④浪压力：¾⑤泥沙压力：¾⑥冰压力：¾⑦土压力：¾⑧地震荷载：？¾⑨温度作用：y3.2.1第三章岩基上的重力坝§

6、3.2重力坝的荷载及其组合一、荷载㈡扬压力©实测扬压力：(图)©扬压力采用简化计算：(图)河床坝段：0.2～0.3¾扬压力折减系数α：河岸坝段：0.3～0.4y3.2.1第三章岩基上的重力坝§3.2重力坝的荷载及其组合一、荷载㈢地震荷载©计算原则：¾①重力坝一般只计算顺河方向的水平地震作用，采用拟静力法¾②但对于设计烈度为8、9度的1、2级建筑物，需同时计入水平、竖向荷载¾③对于1、2级建筑物需以及坝高大于150m均需进行动力分析和试验研究©地震惯性力：(略)©地震动水压力：(略)，∑作用方向：上、下均同加速度方向。©地震动土压力：(略

7、)j13.2.2第三章岩基上的重力坝§3.2重力坝的荷载及其组合二、荷载组合㈠荷载性质分类©基本荷载©特殊荷载⑴自重(坝体及固定设备)⑽校核洪水位时的静水压力⑵正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力⑾校核洪水位时的扬压力⑶正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力⑿校核洪水位时的浪压力⑷泥沙压力⒀校核洪水位时的动水压力⑸正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力⒁地震荷载⑹冰压力⒂其他出现机会较多的荷载⑺土压力⑻设计洪水位时的动水压力⑼其他出现机会较多的荷载y3.2.2第三章岩基上的重力坝§3.2重力坝的荷载及其组合二、荷载组合㈡荷载组合©基本组合：正常或设计

8、状况同时出现的基本荷载组合©特殊组合：校核或非常状况同时出现的基本荷载再加上一种或几种特殊荷载的组合©《混凝土重力坝设计规范》规定的组合情况见表3-4。je3.3.0第三章岩基上的重力坝§3.3重力坝的抗滑