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水工建筑物考试大纲(20124011)第一章绪论目前我国水利水电工程高坝建设的历史之最：世在建的最高双曲拱坝：锦屏一级水利枢纽工程，高305m。
界最高的面板堆石坝：水布垭面板堆石坝，高233m。
世界上最高碾压混凝土坝：龙滩水利枢纽，高216.5m。
最大的枢纽工程:三峡大坝各种水工建筑物的作用：一般(1)挡水建筑物：如坝、堤防、水闸及施工围堰等。
(2)泄水建筑物：如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔，设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。
(3)输水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等。
(4)取(进)水建筑物：如深式进水口、进水塔和各种进水闸等。
(5)整治建筑物：如丁顺坝、潜坝、导流堤、防波堤、护底、护岸等。
专门(1)水力发电建筑物：如水电站厂房、前池、调压井等。
(2)农田水利建筑物：如专为农田灌溉用沉沙池、冲沙闸等。
(3)水运建筑物：如船闸、升船机、鱼道、过木道等。
水工建筑物、水利枢纽的定义：水工建筑物：为满足防洪、发电、灌溉、供水、航运等任务在河流的适宜段修建的建筑物。
(完成各项任务所需要的建筑物)水利枢纽：对于开发河川水资源来说，常须在河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的水工建筑物，以控制水流并便于协调运行和管理，这一多种水工建筑物组成的综合体就称为水利枢纽。
（不同类型水工建筑物组成的综合体）防洪工程的措施，水利工程的优缺点：防洪工程的基本措施：（1）上拦：治本，拦蓄洪水控制泄量；（2）下排：治标，疏通河道，提高行洪能力。
（3）两岸分滞：设蓄滞洪区分洪减流。
（4）应着重关注水土保持。
（5）同时建立洪水预报、预警系统和洪水保险制度。
水利工程优缺点（1）工作条件的复杂性。
（2）受自然条件制约，施工难度大。
（3）对自然环境及社会环境影响大。
①利：兼顾发电、灌溉、供水、养殖、旅游、治理旱涝灾害等。
②弊：库区：淹没、滑坡坍岸、水库淤积、生态变化、水温变化、水质变化、气象变化、诱发地震、卫生条件恶化。
水工建筑物——重力坝重力坝是主要依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求的挡水建筑物，是世界坝工史上最古老、也是采用最多的坝型之一。
混凝土重力坝示意图世界上最高的重力坝是瑞士的大狄克逊（Grand Dixence）整体式重力坝（1962年建成），坝高285m。
我国已建的重力坝有刘家峡（148m）、新安江（105m）、三门峡（106m）、丹江口（110m）、丰满、潘家口等，其中，高坝有20余座。
三峡混凝土重力坝和龙滩碾压混凝土重力坝分别高达175m和216.5m。
早在公元前2900年，埃及人就已经开始在尼罗河上修建浆砌石重力坝。
到19世纪，水泥问世后才出现了混凝土重力坝。
20世纪60年代后，由于施工技术的发展和机械化水平的提高，重力坝的坝高、坝型、结构、施工方法等均产生了很大的变化。
重力坝坝轴线一般为直线，垂直坝轴线方向设横缝，将坝体分成若干个独立工作的坝段，以免因坝基发生不均匀沉陷和因温度变化而引起坝体开裂。
为了防止漏水，在缝内设多道止水。
垂直坝轴线的横剖面基本上是呈三角形的，结构受力形式为固接于坝基上的悬臂梁。
坝基要求布置防渗排水设施。
一、重力坝的特点重力坝的优点1、工作安全，运行可靠。
重力坝剖面尺寸大，坝内应力较小，筑坝材料强度较高，耐久性好。
因此，抵抗洪水漫顶、渗漏、侵蚀、地震和战争等破坏的能力都比较强。
据统计，在各种坝型中，重力坝失事率相对较低。
2、对地形、地质条件适应性强。
任何形状的河谷都可以修建重力坝。
对地质条件要求相对较低，一般修建在岩基上；当坝高不大时，也可修建在土基上。
3、泄洪方便，导流容易。
可采用坝顶溢流，也可在坝内设泄水孔，不需设置溢洪道和泄水隧洞，枢纽布置紧凑。
在施工期可以利用坝体导流，不需另设导流隧洞。
4、施工方便，维护简单。
大体积混凝土，可以采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑等环节都比较方便。
在后期维护、扩建、补强、修复等方面也比较简单。
5、受力明确，结构简单。
水工建筑物课程设计(重力坝)1000字一、前言重力坝是水利工程中广泛应用的水工建筑物之一，具有简单、稳定、可靠等特点。
为了能够更好地学习和理解重力坝的设计与施工，本文将结合实际工程案例，介绍重力坝的基本概念、设计要点、施工过程以及安全措施。
二、概述重力坝是指靠坝体自身的重力抵抗水压力，并使坝体能够保持在平衡状态的坝。
重力坝通常具有比较宽的顶宽、大坝底宽，以及垂直或近垂直的坝面。
三、设计要点1. 坝体稳定性重力坝的稳定性是设计的重点之一，因此坝体的自重和坝前水柱作用所产生的水压力必须能够平衡。
为了保证坝体的稳定性，需要进行相应的坝体截面优化和稳定分析。
2. 溢洪道设计溢洪道是重力坝防洪的主要措施之一，需要根据坝址洪水特征和设计洪水确定相应的溢洪道参数。
一般来说，溢洪道的设计应该充分考虑坝上游的泄洪需求，同时确保洪水能够安全地通过坝址，避免发生洪水冲毁等事故。
3. 切尾设计切尾是指将河床河岸的土质挖出，以便于坝底的施工和加强重力坝的水密性。
在切尾的设计中应该充分考虑河床河岸土质的稳定性，避免在切尾过程中发生坍塌和滑坡等不安全情况。
四、工程案例以南岸水库为例，该水库位于河南省某市，总库容为 3.3亿立方米，控制流域面积为1117.1平方千米，最大蓄水位为265.5米。
该水库为一座重力坝，具体参数如下：1. 坝址基础岩层接触深度： -76米2. 坝顶标高： 277.5米3. 坝顶长度： 534.75米4. 坝顶宽度： 10.5米5. 坝脚标高： 206米6. 坝脚长度： 342米7. 坝脚宽度： 42米8. 坝高： 71.5米五、施工过程1. 剥离坝址土层：将坝址表土和浮石剥离至基岩层，同时进行基岩凿打和清理。
2. 贴面铺垫：在坝址的基础岩层上进行界板定位和方案确认，贴面铺垫，同时进行模板安装。
3. 混凝土浇筑：进行混凝土浇筑之前，需要对混凝土原材料进行检测和质量监控，保证混凝土强度和性能符合设计要求。
第4章溢流坝坝体设计一、泄水方式的选择溢流重力坝既要挡水又要泄水,不仅要满足稳定和强度要求，还要满足泄水要求。
因此需要有足够的孔口尺寸、较好体型的堰型，以满足泄水的要求；且使水流平顺,不产生空蚀破坏。
重力坝的泄水主要方式有开敞式和孔口式溢流,开敞溢流式的堰除了有较好的调节性能外，还便于设计和施工，同时这种形式的堰在我国应用广泛，有很多的工程实践经验。
故本设计采用开敞溢流式孔口形式，堰顶设置门.二、溢流坝剖面拟定溢流曲线由顶部曲线段、中间直线段和底部反弧段三部分组成。
设计要求：（1）有较高的流量系数，泄流能力大；（2）水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏；（3）体形简单，造价低，便于施工.本设计采用的溢流坝的基本剖面为三角形.其上游面为直线面，即取上游的坡率为n=0，溢流面由顶部的曲线、中间的直线、底部的反弧三部分组成。
1、定型设计水头的确定：①初步估算H，可假定。
由于收缩系数与上游作用水头有关，则可先假设侧收缩系数，求出H，在核算侧收缩系数值。
因堰顶高程和水头未知，先按自由出流计算,则取，然后再校核。
由题意知Q=32800,取m=0。
502，设=0。
90，则==14。
9m②计算实际水头H。
查图和表得边墩形状系数为0。
7，闸墩形状系数为0.45，因1,=10.2=0。
91用求得的近似值代入上式重新计算=14.82m,则所求的值不变，这说明以上所求的=14。
82m已知上游河道宽为1000m,上游设计水位为225.7m，河床高程为153.5m，近似按矩形断面计算上游过水断面面积=1000=72200=0.45m/s则堰的设计水头=14。
81m2、堰顶高程堰顶高程=上游设计水位=225。
7153。
5=210.89m下游堰高=210。
89153.5=57.39m,=3.872。
0，下游水面比堰顶低,0.15，满足自由出流条件，以上按自由出流计算的结果是正确的。
即=14.82m，=14。
81m,堰顶高程为210。
《水工建筑物》课程测验作业及课程设计一．平时作业（一）绪论1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？我国水资源总量丰富，但人均拥有量少，所以应选不丰富。
我国水资源开发利用程度接近25%，从全国而言，不完全一样，呈现“北高南低”，南方特别是西南，水资源丰富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地区和华北地区利用程度高。
解决能源问题应优先开发水电，因为水能在可再生能源中是开发技术最成熟，开发经验最丰富，发电成本最经济。
2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水利枢纽是修建在同一河段或地点，共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。
水工建筑物是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。
水工建筑物特点：工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。
3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物、专门建筑物。
整治建筑物（改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸）。
专门性水工建筑物（为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物）。
4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。
上游水库水深加大，流速降低，河流带入水库的泥沙会淤积下来，逐渐减少水库库容，这实际上最终决定水库的寿命。
较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼，对渔业有利，但坝对原河鱼的回游成为障碍，任何过鱼设施也难以维持原状，某些鱼类品种因此消失了。
（完整版）⽔⼯建筑物简答题及答案重⼒坝重⼒坝断⾯设计应满⾜：（1）稳定和强度的要求，保证⼤坝安全（2）⼯程量⼩（3）便于施⼯（4）运⽤⽅便。
1．简述重⼒坝的特点。
重⼒坝⼯作原理：在⽔压⼒及其他荷载作⽤下，依靠坝体⾃重产⽣的抗滑⼒来满⾜稳定要求；同时依靠坝体之中产⽣的压应⼒来减⼩库⽔压⼒所引起的上游坝⾯拉应⼒以满⾜强度要求。
适⽤条件：绝⼤部分建在岩基上，可承受较⼤的压应⼒，还可利⽤坝体混凝⼟与岩基表⾯之间的凝聚⼒，提⾼坝体的抗滑稳定安全度。
答：优点：强度⾼、耐久性好、安全可靠，施⼯⽅便坝顶、坝⾝可溢流——便于施⼯导流、泄洪布置坝段受⼒简单、结构作⽤明确——应⼒稳定分析简单缺点：对地形、地质条件适应能⼒强缺点：剖⾯⼤——按应⼒、稳定确定砼材料抗压性能不能充分发挥坝底扬压⼒⼤——对稳定、应⼒不利体积⼤，施⼯温控措施复杂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：按⾼度分类按坝⾼分：⾼坝:H>70m中⾼坝:H=30-70m低坝:H<30m按泄⽔条件分类；溢流重⼒坝，⾮溢流按筑坝材料分类；砼重⼒坝、浆砌⽯重⼒坝按坝体结构形式分类；实体~、宽缝~、空腹~、碾压砼~、预应⼒锚固~3．简述重⼒坝的设计过程。
答：①枢纽布置②剖⾯设计——设计⾮溢流坝段、溢流坝段、泄⽔孔坝段剖⾯形式③稳定、应⼒计算—计算在荷载作⽤下，坝体抗滑稳定、坝底坝⾝应⼒是否满⾜规范要求④细部构造设计——廊道、分缝…5、消能防冲设计6、地基处理措施确定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抽排⽔措施：⑤加固地基：⑥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。
重力坝设计《水工建筑物》课程设计姓名：专业：学号：基本资料一、基本情况本重力坝水库坝高53.9m，坝底高程31.0m，坝顶高程84.9m，坝基为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。
水库死水位51.0m，死库容0.3亿m3，正常水位80.0m，设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m，校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。
二、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14m/s，重现期50年最大风速23m/s，设计洪水位时2.6km，校核洪水位时3.0km；2、最大冻土层深度为125m；3、河流结冰期平均为150天左右，最大冰层1.05m。
三、工程地质条件1、坝址地形地质（1）、左岸：覆盖层2-3m，全风化带厚3-5，强风化加弱风化带厚3m，微风化层厚4m；（2）、河床：岩面较平整，冲积沙砾层厚约0-1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3-6m；坝址处河床岩面高程约在38m 左右，整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强；（3）、右岸：覆盖层3-5m，全风化带厚5-7，强风化加弱风化带厚1-3m，弱风化带厚1-3m，微风化层厚1-4m。
2、天然建筑材料：粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2-3km 均可开采，储量足。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
大坝设计一、工程等级本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。
根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。
枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。
二、坝型确定坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。
本枢纽坝址区为较坚硬的砂岩，当地石料丰富，确定本水库大坝为浆砌块石重力坝。
第二章重力坝学习要求目的：1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国内外发展概况和趋势。
2.掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。
3.理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
4.掌握重力坝应力分析的目的和内容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响范围和程度。
5.理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。
6.了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。
掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。
7.了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。
重点：1.混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。
2.重力坝的荷载及其计算方法。
3.重力坝的稳定分析方法。
4.重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。
5.非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。
难点：1.混凝土重力坝的设计要求和类型。
2.扬压力的计算，重力坝的荷载组合。
3.重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。
4.坝体边缘应力的计算。
5.拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆。
学习要点章节学习内容：1.混凝土坝的类型，国内外发展概况和趋势。
2.重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。
3.重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。
水工建筑物重力坝答案汇总水工建筑物是指那些主要用于水利工程建设的大型工程结构，其中最为重要的一个部分就是重力坝。
本文将针对水工建筑物中的重力坝相关问题进行汇总，包括其定义、特点、设计、施工等方面，希望可以为读者提供参考和帮助。
什么是重力坝？重力坝是指一种河流、水库等填筑物质的大型水利工程，通过填筑河床两岸、水库底部及善后工作面，形成坝体阻挡水流，达到水利工程的阻挡、引导、调节、利用的目的。
重力坝是依靠其自身重力来抵抗水压和外力破坏的一种坝类型，常见于较小的河流和上游的小型水库。
重力坝的特点重力坝的主要特点如下：•坝体重量大，抵抗水压稳定性好；•体积大，输送材料量大；•底部宽度大，必须在石基上建造；•技术成熟，施工简单；重力坝的设计重力坝的设计中，需要考虑以下因素：1. 坝址地质条件坝址地质条件是重力坝设计中最基本的考虑因素，包括地形、地貌和地质构造等地质特征。
这些因素会影响坝体的质量、稳定性及其抵御水压和重量的能力。
2. 坝体形状和高度坝体的形状和高度也是影响重力坝设计的主要因素之一，通常可采取弧形、直线形和混合形等形状。
同时，根据坝的高度而定，确定坝顶与坝底宽度。
3. 垂直和水平受力重力坝的设计需要考虑坝体在垂直方向和水平方向上的受力情况，包括水压、自重、温度变化和震动等外力作用。
4. 水文特征重力坝的设计也需要考虑所处水库或河流的水文特征，包括流域水文气象、汛期特征和洪水浪特征等，以便预测所处环境下的水文情况。
5. 施工场址施工场址的选择也是重力坝设计中的重要考虑因素，包括交通便利性、天气条件和建设难度等。
重力坝的施工重力坝的施工需要先选定坝址、确定坝形及高度，采用适当的施工方法和技术配合施工。
制定合理的施工方案和施工进度是重力坝施工过程中最为重要的环节之一。
施工主要分为以下几个方面：1. 坝体开挖在选定坝址和确定坝体开挖深度后，进行大面积的挖掘；2. 石方开采石方是重力坝施工的主要材料，需要根据各自的质量、大小和地质位置等因素进行开采。
第二章重力坝学习要求目的：1.掌握混凝土重力坝的特点和类型，国内外发展概况和趋势。
2.掌握重力坝的荷载及其计算方法，荷载组合。
3.理解重力坝稳定的概念及影响因素，掌握重力坝的稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
4.掌握重力坝应力分析的目的和内容，应力分析方法，材料力学法及其应力控制标准，了解影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响范围和程度。
5.理解拟定重力坝剖面的基本原理，掌握非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定和溢流重力坝的剖面的拟定方法；溢流重力坝的下游消能方式的选择；四种泄水消能方式的特点，运用条件。
6.了解重力坝对材料的要求，建筑材料的种类特性及使用条件；坝体断面混凝土标号的分区。
掌握重力坝的细部构造要求，坝缝、止水；坝身排水、廊道的布置及溢流重力坝坝顶的构造等。
7.了解重力坝对地基的要求；掌握坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计要求；坝基软弱破碎带的处理。
重点：1.混凝土重力坝的工作原理和特点，设计要求，分类。
2.重力坝的荷载及其计算方法。
3.重力坝的稳定分析方法。
4.重力坝应力分析的材料力学法及其应力控制标准。
5.非溢流重力坝的基本剖面及实用剖面的拟定；溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，重力坝对材料的要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水。
难点：1.混凝土重力坝的设计要求和类型。
2.扬压力的计算，重力坝的荷载组合。
3.重力坝稳定的概念及影响因素，安全系数指标的选用及评价。
4.坝体边缘应力的计算。
5.拟定重力坝剖面的基本原理，溢流重力坝的剖面的拟定。
6.重力坝的细部构造要求，溢流重力坝坝顶的构造。
7.固结灌浆、帷幕灌浆。
学习要点章节学习内容：1.混凝土坝的类型，国内外发展概况和趋势。
2.重力坝的工作原理和特点，以及其优缺点。
3.重力坝的荷载及其计算方法（包括自重、水压力、扬压力、浪压力、冰压力、土压力、泥沙压力、地震荷载等），荷载组合的概念及确定。
4.重力坝的稳定分析。
稳定的概念及影响因素，稳定分析方法、安全系数指标的选用及评价，提高稳定性的工程措施。
5.重力坝应力分析的目的和内容。
应力分析方法综述，材料力学法及其应力控制标准，影响坝体应力分布的主要因素，（地基变形和施工方法等）及影响范围和程度。
6.拟定重力坝剖面的基本原理，重力坝的基本剖面及实用剖面，剖面优化的概念。
7.泄水重力坝的剖面及布置，泄水重力坝的工作特点及泄水方式（坝顶溢流式，大孔口溢流式，深式泄水孔）；溢流重力坝的剖面设计；泄水孔的布置；设计洪水标准的确定；单宽流量的选择；堰顶高程，溢流前缘长度；孔口尺寸及其位置的确定；溢流坝段结构简介；泄水重力坝的下游消能；四种泄水消能方式的特点，运用条件。
8.重力坝对材料的要求，材料的种类特性及使用条件及坝体断面混凝土标号的分区。
9.重力坝的细部构造。
坝缝（横缝、纵缝、水平施工缝）、止水；坝身排水、廊道的布置及构造等。
10.重力坝的地基处理。
重力坝对地基的要求；坝基处理的开挖、灌浆（固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆）及排水设计；坝基软弱破碎带的处理。
学习要点：1.重力坝的工作原理和特点2.重力坝的荷载及组合3.重力坝的稳定分析4.用材料力学法进行重力坝的应力分析5.重力坝的剖面设计6.重力坝的构造要求及坝体材料7.重力坝对地基的要求及地基处理第一节概述一、混凝土重力坝的概述在水利水电工程建设中，混凝土重力坝是最广泛采用的一种形式，在高坝枢纽中仍占有显著的优势。
我国坝高 100M以上的典型混凝土重力坝如下表所示。
坝高 100M以上的典型混凝土重力坝序号大坝名称地点河流坝高(m)坝型建设年代1新安江浙江新安江 105.0宽缝重力坝 1957~19602刘家峡甘肃黄河 147.0重力坝 1964~19743黄龙滩湖北汉江 107.0重力坝 1969~19754三门峡河南黄河 106.0重力坝 1957~19735水丰辽宁鸭绿江 106.0重力坝 1937~19436宝珠寺四川白龙江 132.0重力坝 19807安康陕西 128.0重力坝八十年代8漫湾云南澜呛江 132.0重力坝八十年代9万家寨内蒙山西交界黄河 105.0重力坝八十年代10沙牌四川 132.0重力坝八十年代11龙滩广西红水河 192~216.5碾压混凝土重力坝九十年代12江垭湖南 128.0重力坝九十年代13三峡湖北长江 175.0重力坝 200314向家坝四川金沙江 163.0重力坝拟建二、砼重力坝的特点1.2.1坝体材料抗冲性能好，泄洪和施工导流问题容易解决坝体材料抗冲性能好，工导流问题容易解决泄洪和施泄洪：可从坝顶、坝身泄洪导流：可通过较低的坝块、底孔和预留的底孔导流1.2.2断面形状简单，结构作用明确，施工方便，安全可靠垂直坝轴线方向的横缝将重力坝分为若干个独立的坝段，各坝段独立工作，受力明确。
1.2.3适合于在各种气候条件下修建可以在各种气候条件下修建，但在：冬季：当温度低于 -3℃，混凝土中水会结冰，需采用加热、保温、防冻措施等；夏季：当温度高于 30℃，需采用低热水泥、低温水、加冰屑、预冷骨料，掺外加剂延长初凝时间。
1.2.4对地基的要求比拱坝低，但比土石坝高1.2.5有丰富的建设，设计经验工作可靠，使用年限长，施工放样、扩建，维护简单：便于机械化施工，可采用定型模板，重复作用。
1.2.6坝体工程较大，材料的强度不能充分发挥边缘应力是控制条件，故内部应力：1.2.7水泥用量大，施工时，水化热不易消散，易产温度裂缝。
水化热 :水泥的水化是放热反应 ,水泥在凝结硬化过程中放出大量热。
危害 :使内外混凝土产生较大的温差,而产生温度应力 ,引起表面开裂。
措施：设置温度伸缩缝。
1.2.8受扬压力影响大扬压力：在上下游水位差的作用下，上的孔隙水压力为扬压力。
水渗入坝体的孔隙内，形成孔隙水压力。
所取截面上向危害：抵消了部分坝体的重量，对坝体的稳定不利减少了上游坝踵的压应力，不利。
对坝的压应力三、重力坝的设计内容（1 ）剖面设计（2 ）稳定计算（3 ）应力计算参照已建工程经验，拟定剖面尺寸。
验算坝体沿建基面或地基中软弱结构面的稳定安全度。
使应力条件满足设计要求，保证大坝和坝基有足够的强度。
（4 ）溢流重力坝和泄水孔的孔口尺寸的设计孔口尺寸的设计，包括泄水建筑物体型、堰顶或泄水孔进口的高程、溢流重力坝前沿的宽度和泄水孔口的宽度。
（5 ）构造设计（6 ）地基处理（7 ）监测设计根据施工和运行要求，确定坝体的细部构造，如廊道系统、排水系统等；根据地质条件，进行地基的防渗、排水、断层等地质结构面的处理。
包括坝体内部和外部的观测设计。
四、重力坝的分类1、按坝顶是否溢流的条件分类溢流坝——即可挡水，又可泄水的水工建筑物非溢流坝——挡水建筑物2、按结构型式分类实体重力坝宽缝重力坝特点：①减少扬压力②改善砼浇筑时的散热条件③施工复杂，模板用量多支墩坝空腹重力坝特点：①减少扬压力，节约砼方量②改善坝体应力③施工复杂古田四级空腹重力坝预应力重力坝特点：①利用受拉钢筋或钢杆对重力坝施加预应力，改善坝体应力；②加大抗滑稳定性；③施工复杂，钢筋用量多。
第二节重力坝的荷载及组合一、荷载计算W=∑（γiVi）2.1.1自重 :坝体及其上永久性设施重2.1.2上、下游坝面的静水压力2.1.3溢流坝反弧段上的动水压力溢流坝反弧段上的动水压力（离心力）合力的水平及垂直分力可按下式计算：作用点：反弧段最低点；方向：图示为正。
2.1.4扬压力渗透压力：在下、下游水位差的作用下，库水经过坝体和坝基的孔隙向下游渗透而形成渗透水流，渗透水流对计算截面产生的垂直指向该截面的水压力为渗透压力。
浮压力：若计算截面在下游水位之下，由下游水深对该截面产生的垂直指向该截面的水压力为浮压力。
1）坝基面上的扬压力①不设防渗排水设施的实体重力坝②设有防渗帷幕和排水设施的实体重力坝防渗帷幕：在坝基土岩中钻孔灌桨而形成一道连续的地下墙。
排水幕：在坝基土岩中钻孔灌渠而形成一排水孔。
作用：阻止渗透水流，降低渗透压力，延长渗径；渗透水流能自由逸出。
③设有抽排降压设施的实体重力坝。
抽排降压：在基础灌浆廊道下游设置，一道排水廊道、钻设排水孔，由抽水设备定时抽排。
α1——扬压力折减系数α2 ——残余物压力系数2）坝体内部的扬压力坝体内有排水管坝体内无排水管讨论：扬压力是一种孔隙水压力，始终垂直作用于计算截面。
扬压力的作用面积，近似作用在100%°的面积上。
当坝基条件复杂，需经专门研究确定扬压力分布。
2.1.5冰压力2.1.6泥沙压力坝前的淤砂高程应按河流的特性和工程的具体情况计算确定，一般计算年限可采用年。
对于多泥砂河流应经研究确定；当有可靠的排砂措施时，应考虑其作用。
水平泥砂压力强度：式中 : Pn：计算点上的水平泥砂压力强度；：泥砂的浮容重，：泥砂的干容重；：水的容重；：泥砂的内摩擦角，粗砂细砂φ=18°~20°φ=12°~14 °；极细颗粒φ=0hn：计算点以上的淤砂厚度。
水平泥砂压力的合力：垂直泥沙压力的合力：=2.1.7浪压力说明：（1）水对波浪的阻力大于空气对波浪的阻力，所以波浪的中心线高于静水位。
（2）坝前自由波与反射被的叠加形成驻波。
1）使波浪破碎的临界水深：Hk=（3~5)h1H1>L1: 波浪的运动不受库底的约束，深水波；Hk<H1<L1:波浪的运动受库底的影响，浅水波；H<Hk :波浪发生破碎，破碎波；L1：波浪的长度；H1：坝前平均水深，一般水库的坝前平均水深大于2）波浪的要素：（官厅水库公式）L1为深水波。
根据《混凝土重力坝设计规范》波浪的高度和长度的计算推荐使用官厅水库公式，适用于山区峡谷水库，风速为 4~16 m/s，吹程为 1~13km。
式中 :2 h1：波浪的高度。
V：多年平均最大风速，正常蓄水位和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速的 1.5~2倍；校核洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速。
D：库面的波浪吹程， km。
3）深水波的浪压力：方向：水平指向坝面2.1.8地震荷载地震荷载一般情况下 ,水工建筑物抗震设计只考虑水平向地震作用。
按《水工建筑物抗震设计规范》，水工建筑物抗震设计计算中采用拟静力法时,沿建筑物高度作用于质点i 的水平向地震惯性力代表值可统一用下式计算：=式中—为作用在质点 i 的水平向地震惯性力代表值—为水平向设计地震加速度代表值；;—为地震作用的效应折减系数,一般取 0.25;—为集中在质点 i 的重力作用标准值 ;g—为重力加速度 ;—为质点 i 的动态分布系数，不同建筑物,其不同。
对于重力坝 ,按下式确定：=1.4式中：—为坝体计算质点总数；—为坝高 ,溢流坝的应算至闸墩顶；、高度；、—分别为质点—为产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值。
