第二章岩基和的重力坝
第一节概述
图21混凝土重力坝示意图
一、重力坝的工作原理及其特点1、工作原理①利用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②利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力
2、工作特点①断面尺寸大，抵抗渗漏、漫顶破坏的能力强，在各种坝型中失事率最低②对地形地质条件适应性强③泄流问题容易解决④施工导流容易解决⑤体积大便于机械化施工⑥结构作用明确⑦因为体积大，材料强度不能充分利用⑧底部扬压力大，对稳定不利⑨因为体积大，水化热不易散发，温控要求高
二、重力坝的型式见图22按作用分非溢流重力坝溢流重力坝按建筑材料分混凝土重力坝碾压混凝土重力坝浆砌石重力坝按内部结构分实体重力坝宽缝重力坝空腹重力坝
f三、重力坝设计的主要内容1、总体布置坝轴线
组成建筑物的位置2、剖面设计3、稳定分析4、应力分析5、构造设计6、地基处理7、溢流坝或泄水孔设计8、监测设计
第二节重力坝的荷载及其组合
一、荷载
荷载→作用
不随时间变化的永久作用如自重、土压力等
随时间变化的可变作用如水压力、扬压力、温度、孔隙水压力等；
偶然发生的偶然作用如地震、校核水位下的水压力等
可变作用是指在设计基准期内作用的量值随时间变化与平均值之比不可忽略的作用。
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、泥沙压力、地震荷载及冰压力等图23
f图23重力坝上作用力示意图
自重
坝体自重是重力坝的主要荷载之一。
ω坝上永久设备重
Wγ×Aω
①沿坝基面滑动，仅计坝体重量；
②沿深层滑动，需计入滑体内岩体重；
③用有限单元法计算时，应计入地基初始应力的影响；
假定：
1°地基中任一点的垂直应力σyγh
2°水平应力σxλγh3°剪应力τxy0
静水压力
1°上游面垂直
2°上游面倾斜①挡水坝段
②溢流坝段
3°水的容重①清水γ②浑水γ按实际情况考虑
扬压力含坝基和坝体内扬压力
坝基扬压力
坝基扬压力包括两部分①下游水深引起的浮托力；②由水头差引起的渗透压力
f渗透压力从上游向下游逐渐消减，其变化呈抛物线分布。扬压力对坝体稳定不利见图24为减小扬压力需采取项目措施：
设帷幕用折减系数α表示岩体构造、性质、帷幕的深度、厚度、灌浆质量、排水孔直径、间距、深度等因素。
设排水见图25
图24无防渗排水措施时坝底扬压力分布图25有防渗排水时坝底扬压力分布规范规定：河床坝r