重力坝设计内容

第二章岩基和的重力坝第一节概述图2.1 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2.2>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2.3>.图2.3 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。

W=γ×A+ωω--坝上永久设备重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σ(y>=γh2°水平应力σ(x>=λγh3°剪应力τ(xy>=0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.渗透压力从上游向下游逐渐消减，其变化呈抛物线分布。

毕业设计重力坝设计
1. 引言
重力坝是水利工程中常用的一种坝型，其主要特点是坝体厚重且体积大，具有重力作
用稳固坝体的特点。

在设计重力坝时，需要考虑到多种因素，如水文条件、地质条件、工
程造价等因素，以确保设计的坝体结构具有充分的安全性和经济性。

2. 水文条件
水文条件是设计重力坝时需要考虑的重要因素之一。

主要包括水文特征、水文历时和
频率以及预测值。

在设计重力坝时需要充分考虑降雨涝、暴雨及洪水等水文条件，预计出
各种水位的出现频率，并采用适当的控制水位高度的设计措施。

3. 地质条件
地质条件也是设计重力坝时需要充分考虑的一个因素。

主要包括地质构造、物理性质、地质力学性质和地质灾害等因素。

在设计重力坝时，需要对地质条件进行全面的地质勘测
及分析，并采取适当的加强坝体和基础的设计措施。

4. 坝体及基础的设计
重力坝的坝体具有良好的稳定性，是因为其坝体体积庞大且较宽厚，具有良好的抗滑性。

在设计坝体时需要注意选择坝体的材料及其强度，且坝体中的混凝土应加强措施，以
增强坝体的稳定性。

在基础设计方面，需要以地质灾害为基础，采取适当的加固措施以确
保重力坝的基础稳定性。

5. 结论
设计重力坝需要全面考虑水文条件、地质条件、坝体设计以及基础设计等多个因素。

仅仅注重单一因素，难以达到坝体的最佳安全和经济设计。

除上述因素外，设计过程中还
需要考虑成本和材料等多个因素，以确保设计出具有良好稳定性且经济性较高的坝体结
构。

第一部分重力坝毕业设计第一章基本资料设计洪水位（P = 5 %）上游：510.15m下游：480.12m校核洪水位（P = 1 %）上游：510.64m下游：481.10m正常蓄水位上游：509m死水位：488m可利用河底高程478.5m混凝土容重：24 KN/m3坝前淤沙高程：486m泥沙浮容重 10 KN/m3，内摩擦角为20°混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= 0.6c `= 0.3Mpa坝基基岩承载力：［f］=1000Kpa坝基垫层混凝土：C15坝体混凝土：C15= 22m/s50年一遇最大风速为：v`= 16m/s多年平均最大风速为：v吹程 D =1000m第二章重力坝的断面选取与荷载计算第一节流量-水位关系曲线计算流量-水位关系曲线计算表注：流量-水位关系曲线河谷断面图第二节重力坝坝体断面1.坝顶高程的确定①. 正常水位时gD/v2=9.81×1000/222=20.279.81h/222=0.0076×22-1/12×(9.81×1000/222)1/3h=0.79m当gD/v2=20~250时，h为累计频率h5%的波高∴h1%=h=1.24h5%=0.98m9.81Lm/222=0.331×22-1/2.15×(9.81×1000/222)1/3.75Lm=8.65mh z =π×0.982/8.65×cth(2πH/ Lm)hz=0.35m△h=h1%+h z+h c=0.98+0.35+0.4=1.73m根据公式Q=δsεmB(2g)1/2H3/2 得H={Q/[δsεmB(2g)1/2]}2/3＝{66.18/[1×1×0.502×24×(2×9.81) 1/2]}2/3 =1.15m设计洪水位=509+1.15=510.15m坝顶高程=509+1.73=510.73m②校核洪水位时gD/v2=9.81×1000/162=38.329.81h/162=0.0076×16-1/12×(9.81×1000/162)1/3h=0.53m当gD/v2=20~250时,h为累计频率h5%的波高∴h1%=h=1.24h5%=0.66m9.81Lm/162=0.331×16-1/2.15×(9.81×1000/162)1/3.75Lm=6.29mh z =π×0.662/6.29×cth(2πH/ Lm)hz=0.22m△h=h1%+hz+hc=0.66+0.22+0.3=1.18m根据公式Q=δsεmB(2g)1/2H3/2 得H={Q/[δεmB(2g)1/2]}2/3＝{112.56/[1×1×0.502×24×(2×9.81) 1/2]}2/3s=1.64m校核洪水位=509+1.64=510.64m坝顶高程=510.64+1.18=511.82m,故取坝顶高程为512m而该坝的开挖深度为1.5m ∴坝高=512-478.5=33.5m2.坝顶宽度的确定坝顶宽度取坝高的9%，则坝顶宽度=33.5×9%=3.015m,故坝顶宽度取3.5m3.坝面坡度的确定下游面的坡度采用1：0.84.坝基防渗与排水设施的拟订距距坝踵5m处设一个帷幕灌浆断面图如下：第三节荷载计算摩檫系数f ＇Γk 、粘聚力C ＇ΓK 的材料性能分项系数分别为1.3、3.0， 则相应的设计值：摩檫系数f ＇Γ=0.6/1.3=0.46 粘聚力C ＇Γ=300/3=100 Kpa选用砼为C15，抗压强度性能分项系数为1.5，则设计值 fc=15000/1.5=10000 Kpa 扬压力系数α为0.2（查表得出） 1.设计洪水位W 1W 2W 3⑴.浪压力P 1=1/2γHL m /2=1/2×9.81×（0.98+0.35+8.65/2）×8.65/2=119.97 KNP 2=1/2γL m 2/4=1/2×9.81×8.652/4=91.75 KNP n = P 1+P 2 =119.97-91.75=28.22 KN P=1.2×P n =1.2×28.22=33.86 KNM 1n =-P 1×[1/3×(h 1%+h z +L m /2)+H 1-L m ]=-119.97×[1/3×（0.98+0.35+8.65/2）+31.65-8.65/2]=-3504.32 KN ·NM1=1.2M1n=1.2×(-3504.32)=-4205.18 KN·NM2n =P2×(1/3×Lm/2+H1-Lm/2)=91.75×(1/3×8.65/2+31.65-8.65/2)=2639.34 KNM2=1.2M2n=1.2×2639.34=3167.21 KN·N⑵.泥沙压力Psk =1/2γsbhs2tan2(45°-φs/2)=1/2×10×7.52×tan2(45°-20°/2)=137.89 KNPn =1.2Psk=1.2×137.89=165.47 KNM=-PnL=-165.47×1/3×7.5=-413.68 KN·N⑶.自重W1=γV1=24×3.5×33.5=2814 KNW2=γV2=24×23.3×29.1×1/2=8136.36 KNW3=γV3=9.81×1/2×1.62×1.62×0.8=10.30 KNW=W1+W2+W3=10960.66 KNM1=W1L1=2814×(26.8/2-3.5/2)=32783.1 KN·NM2=W2L2=8136.36×(26.8/2-3.5-23.3/2)=17357.57 KN·NM3=-W3L3=-10.30×(26.8/2-1/3×1.62×0.8)=-133.57 KN·N⑷.水压力上游：P1=1/2γH12=1/2×9.81×31.652=4913.45 KNM1=-P1L1=-4913.45×1/3×31.65=-51836.90 KN·N下游：P2=1/2γH22=1/2×9.81×1.622=12.87 KNM2=P2L2=12.87×1/3×1.62=6.95 KN·N⑸.浮托力P浮=γH2LB=9.81×1.62×26.8=425.91 KNM=0 KN·N⑹.渗透压力W1=γA1=9.81×1/2×5×[31.65-1.62-0.2×（31.65-1.62）=589.19 KNW2=γA2=9.81×5×0.2×（31.65-1.62）=294.59 KNW3=γA3=9.81×1/2×（26.8-5）×0.2×（31.65-1.62）=642.22 KNWK =W1+W2+W3=1526 KNW=1.2×1526=1831.2 KNM 1K =-W 1L 1=-589.19×(26.8/2-5/3)=-6913.17 KN ·N M 1=1.2 M 1K =8160.35 KN ·NM 2K =-W 2L 2=-1.2×294.59×(26.8/2-5/2)=-3211.03 KN ·N M 2=1.2 M 2K =-3853.24 KN ·NM 3K =-W 3L 3=-1.2×642.22×[26.8/2-5-(26.8-5)/3] =-727.85 KN M 3=1.2 M 3K =-873.42 KN ∑P=5099.91 KN ∑W=8284.51 KN∑M=-16296.96 KN ·N 2.校核洪水位W 1W 2W 3⑴.浪压力P 1=1/2γHL m /2=1/2×9.81×（0.66+0.22+6.29/2）×6.29/2=62.09 KN P 2=1/2γL m 2/4=1/2×9.81×6.292/4=48.52 KNP n = P 1+P 2 =62.09-48.52=13.57 KN P=1.2×P n =1.2×13.57=48.52 KNM1n =-P1×[1/3×(h1%+hz+Lm/2)+H1-Lm]=-62.09×[1/3×（0.66+0.22+6.29/2）+32.14-6.29/2]=-1883.60 KN·NM1=1.2M1n=1.2×(-1883.60)=-2260.32 KN·NM2n =P2×(1/3×Lm/2+H1-Lm/2)=48.52×(1/3×6.29/2+32.14-6.29/2)=1457.70KNM2=1.2M2n=1.2×1457.70=1749.24 KN·N⑵.泥沙压力Psk =1/2γsbhs2tan2(45°-φs/2)=1/2×10×7.52×tan2(45°-20°/2)=137.89 KNPn =1.2Psk=1.2×137.89=165.47 KNM=-PnL=-165.47×1/3×7.5=-413.68 KN·N⑶.自重W1=γV1=24×3.5×33.5=2814 KNW2=γV2=24×23.3×29.1×1/2=8136.36 KNW3=γV3=9.81×1/2×2.6×2.6×0.8=26.53 KNW=W1+W2+W3=10976.89 KNM1=W1L1=2814×(26.8/2-3.5/2)=32783.1 KN·NM2=W2L2=8555.4×(26.8/2-3.5-23.3/3)=17357.57 KN·NM3=-W3L3=-26.53×(26.8/2-1/3×2.6×0.8)=-337.11 KN·N⑷.水压力上游：P1=1/2γH12=1/2×9.81×32.142=5066.76 KNM1=-P1L1=-5066.76×1/3×32.14=-54281.89 KN·N下游：P2=1/2γH22=1/2×9.81×2.62=33.16 KNM2=P2L2=33.16×1/3×2.6=28.74 KN·N⑸.浮托力P浮=γH2LB=9.81×2.6×26.8=683.56 KNM=0 KN·N⑹.渗透压力W1=γA1=9.81×1/2×5×[32.14-2.6-0.2×（32.14-2.6）=579.57 KNW2=γA2=9.81×5×0.2×（32.14-2.6）=289.79 KNW3=γA3=9.81×1/2×（26.5-5）×0.2×（32.14-2.6）=631.74 KNWK =W1+W2+W3=1501.1 KNW=1.2×1501.1=1801.32 KNM1=-1.2W1L1=-1.2×579.57×(26.8/2-5/3)=-8160.35 KN·NM2=-1.2W2L2=-1.2×289.79×(26.8/2-5/2)=-3790.45 KN·NM3=-1.2W3L3=-1.2×631.74×[26.8-5-(26.8-5)/3] =-859.17 KN∑P=5215.35 KN∑W=8072.97 KN∑M=-18184.32 KN·N3. 抗滑稳定极限状态⑴基本组合时，取持久状况对应的设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd=1.2γ0ψs(·)= γψ∑P=1.0×1.0×5099.91 =5099.91 KN1/γd R(·)= 1/γd（f＇Γ∑W+ C＇ΓA）=1/1.2（0.46×8284.51+100×26.8） =5409.06 KN∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即基本组合时满足设计要求⑵偶然组合时，取偶然状况对应的设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd=1.2γ0ψs(·)= γψ∑P=1.0×0.85×5215.35 =4433.05 KN1/γd R(·)= 1/γd（f＇Γ∑W+ C＇ΓA）=1/1.2（0.46×8911.05+100×26.8） =6837.38 KN∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即偶然组合时满足设计要求4. 坝址抗压强度极限状态⑴基本组合时，设计状况系数ψ=1.0，结构系数γd=1.8γ0ψs(·)= γψ（∑W/T-6∑M/T2）×（1+m2）=1.0×1.0×[8284.51/26.8-6×(-16296.96)/26.82] ×（1+0.82） =730.23 Kpa≈0.73 Mpa1/γdR(·)=1/1.8×10000=5555.56 Kpa≈5.56 Mpa∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即基本组合时满足设计要求⑵偶然组合时，设计状况系数ψ=0.85，结构系数γd=1.8γ0ψs(·)= γψ（∑W/T-6∑M/T2）×（1+m2）=1.0×0.85×[8072.97/26.8-6×(-18184.32)/26.82] ×（1+0.82） =631.68 Kpa≈0.63 Mpa1/γdR(·)=1/1.8×10000=5555.56 Kpa≈5.56 Mpa∴γ0ψs(·)＜1/γdR(·)即偶然组合时满足设计要求5.上游坝踵不出现拉应力极限状态因上游坝踵不出现拉应力极限状态属正常使用极限状态，故设计状况系数，作用分项系数和材料性能分项系数均采用1.0，扬压力系数直接用0.2代入计算，此处，结构功能的极限值C=0。

混凝土重力坝设计
1.坝址选择与地质条件评价：选择坝址是重力坝设计的首要任务，需
要考虑坝型适应性、地质条件、地形地貌、坝地基稳定性等因素。

地质条
件评价包括勘察地质、地下水位、地震烈度等因素的分析。

2.坝型选择：重力坝的坝型有直坝、弧坝、斜坝等多种形式。

根据坝
址地质条件、水流情况、工程需求等选择最适合的坝型。

3.坝体结构设计：重力坝的坝体是通过其自重来抵抗水压力的，设计
时需要确定材料的体积、高度、宽度等参数。

坝体的断面形状、坝顶宽度、坝底宽度等也需要根据地质条件和工程需求来确定。

4.导流设施设计：重力坝施工期间需要设计导流隧道或导流渠道来控
制水流。

导流设施的设计需要考虑水流量、水流速度、压力等因素。

5.坝基与坝体接触界面处理：坝基与坝体的接触界面处理对重力坝的
稳定性非常重要。

需要考虑界面的摩擦力、过渡带的设置等。

6.抗震设计：重力坝施工后需要能够承受地震力的作用，因此需要进
行抗震设计，包括抗震设防烈度的确定、地震力计算等。

7.渗流分析与防渗设计：重力坝在长期运行中可能会出现渗漏问题，
需要进行渗流分析，确定渗流路径和渗流量，并设计相应的防渗措施。

8.安全监测与管理：为了保证重力坝的安全运行，需要进行定期的安
全监测与管理，包括监测坝体变形、渗流情况、地震活动等。

总之，混凝土重力坝设计需要综合考虑地质条件、水流情况、工程需
求等多个因素，确保坝体的稳定性和安全性。

通过科学合理的设计，可以
建造出坚固耐用的混凝土重力坝。

重力坝设计规范
重力坝，也叫重力堤，是一种形式简单，抗压极大，间断性，顶高较小的水闸。

重力坝由横向悬索牵引拉出的钢板或钢筋混凝土组成，高低之间有档定度；两桩之间放置相应数量的横向连接杆，以及拉索牵引线，而其上部装配塑料板。

1、重力坝设计应遵循《水利水电工程水闸设计规范》（SL 331-2002）的规定。

2、重力坝的设计应综合考虑水力学要素、建筑结构要素、设备要素及环境要素，确定所有的设计参数及技术要求，使重力坝的耐久性和安全性满足设计要求。

3、重力坝的长度通常视水库大小而定，至少为10m ，高度一般为6-10m，应根据施工和使用需要，确定合理的高度和形状。

4、弹性材料材质选择应满足使用环境的需要，常用材料有钢板、钢格栅、钢筋混凝土和不锈钢板。

5、重力坝应对汛期有足够的安全系数同时具有较高的水密性能和较低的固结系数，防止水流穿透重力坝。

6、安全设计应充分考虑汛期的水位变化，重力坝的受力类型及变化规律。

7、水闸设计时，应以坝顶以上3m水深所有穿流形式及泄洪和灌溉需要为依据，设计合理的调节流量系统，保证重力坝的安全。

8、重力坝设计应考虑并结合增强坝体厚度、加强坝体固定、建立安全监控等措施，帮助改善坝体的运行，降低施工风险。

重力坝的荷载与稳定性怎么计算
重力坝主要依靠自重维持稳定
分类
重力坝的设计内容
①总体布置②稳定分析③剖面设计④应力分析⑤构造设计⑥地基处理
⑦泄水设计⑧监测设计⑨施工设计
作用与荷载
①自重（包括固定设备重）：沿坝基面滑动，仅计坝体重量；沿深层滑动，需计入滑体内岩体重
②静水压力
③扬压力：扬压力=浮力+渗流压力（α：扬压力折减系数）
④动水压力
⑤浪压力
波浪三要素：波高、波长和壅高
⑥泥沙压力
⑦冰压力，⑧土压力，⑨地震作用，⑩温度作用等。

稳定分析
目的：核算坝体沿坝基面或坝基内部缓倾角软弱结构面抗滑稳定的安全度。

失稳机理：首先在坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区，随后在坝趾处基岩和胶结面出现局部区域的剪切屈服，进而屈服范围逐渐增大并向上游延伸，最后，形成滑动通道，导致坝的整体失稳。

抗剪强度公式（摩擦公式）
抗剪断公式
规范要求：大型工程用抗剪断强度公式；中小型工程可以用摩擦公式。

目录一、基本资料................................... - 1 -1.1工程概况................................... - 1 -1。

2设计基本资料.............................. - 4 -1。

3水库特征表................................ - 6 -1。

4电站建筑物基本数据........................ - 7 -二、剖面设计..................................... - 8 -2。

1坝顶高程: ................................. - 8 -2。

2波浪要素.................................. - 8 -2.3坝顶宽度.................................. - 13 -2。

4坝坡的确定。

............................. - 13 -2。

5坝体的防渗排水。

......................... - 13 -2。

6拟定非溢流坝基本剖面如图所示............. - 14 -2.7荷载计算及组合............................ - 14 -三、挡水坝稳定计算.............................. - 16 -3.1荷载计算.................................. - 16 -3.2稳定计算.................................. - 20 -四、挡水坝应力计算：............................ - 21 -4。

1坝址抗压强度极限状态计算: ................ - 21 -4.2坝体上下游面拉应力正常使用极限状态计算.... - 24 -五、重力坝的地基处理............................ - 25 -5。

第三部分枢纽布置（1）坝型的选择坝型根据：坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

且河床堆积块石、孤石和卵石，但是缺乏土料。

浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量，但不能实现机械化施工，施工质量难以控制，故本工程采用混凝土重力坝。

（2）坝轴线的选取坝址河段长 350m，河流方向为 N20E，其上、下游河流方向分别为 S70E和 S80E。

坝址河谷呈“V”型，两岸h山体较雄厚，地形基本对称，较1完整，两岸地形坡度为 30°-40°。

河床宽 20-30m，河底高程约 556-557m。

坝轴线取在峡谷出口处，此处坝轴线较短，主体工程量小，建库后可以有较大库容。

（3）地形地质坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

（4）坝基参数坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。

坝址发育 11 条断层。

建议开挖深度：河中 5m，左岸 6-12m，右岸 6-15m。

（5）基本参数干密度 2.61g/cm 3 ，饱和密度 2.62 g/cm 3 ，干抗压强度92-120MPa，饱和抗压强度 83-110MPa，软化系数 0.9，泊松比 0.22-0.23。

混凝土与基岩接触面抗剪断指标：Ⅲ类岩体，抗剪断摩擦系数 1.0-1.1，抗剪断凝聚力 09.-1.1MPa。

坝基高程为550m.正常水位 642.00m设计水位 642.71m校核水位 643.69m（6）工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约2.5km的峡谷中，坝址集水面积144.5km2，又知河底高程556-557m。

第三部分枢纽布置（1）坝型的选择坝型根据：坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

且河床堆积块石、孤石和卵石，但是缺乏土料。

浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量，但不能实现机械化施工，施工质量难以控制，故本工程采用混凝土重力坝。

（2）坝轴线的选取坝址河段长 350m，河流方向为 N20E，其上、下游河流方向分别为 S70E和 S80E。

坝址河谷呈“V”型，两岸h山体较雄厚，地形基本对称，较1完整，两岸地形坡度为 30°-40°。

河床宽 20-30m，河底高程约 556-557m。

坝轴线取在峡谷出口处，此处坝轴线较短，主体工程量小，建库后可以有较大库容。

（3）地形地质坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

（4）坝基参数坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。

坝址发育 11 条断层。

建议开挖深度：河中 5m，左岸 6-12m，右岸 6-15m。

（5）基本参数干密度 2.61g/cm 3 ，饱和密度 2.62 g/cm 3 ，干抗压强度92-120MPa，饱和抗压强度 83-110MPa，软化系数 0.9，泊松比 0.22-0.23。

混凝土与基岩接触面抗剪断指标：Ⅲ类岩体，抗剪断摩擦系数 1.0-1.1，抗剪断凝聚力 09.-1.1MPa。

坝基高程为550m.正常水位 642.00m设计水位 642.71m校核水位 643.69m（6）工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约2.5km的峡谷中，坝址集水面积144.5km2，又知河底高程556-557m。

重力坝毕业设计一、选题背景二、研究目的和意义三、文献综述1.重力坝的概念和分类2.重力坝的设计理论和方法3.国内外重力坝典型工程案例分析四、设计内容和步骤1.水文地质勘察和数据处理2.坝型选择和尺寸确定3.坝基稳定性分析和处理措施设计4.坝体结构设计及其稳定性校核5.洪水过程模拟计算及其安全评价分析五、设计结果与分析六、结论与展望一、选题背景随着我国经济的快速发展，对于水资源的需求也越来越大。

而重力坝作为一种常见的水利工程建设形式，被广泛应用于我国各地的水利工程中。

因此，对于重力坝毕业设计进行深入研究，不仅有助于提高学生的综合素质和实践能力，同时也有助于推进我国水利事业的发展。

二、研究目的和意义本次毕业设计旨在通过对重力坝毕业设计的研究，掌握重力坝设计的基本理论和方法，提高学生的实践能力和综合素质。

同时，通过对重力坝毕业设计的深入研究，可以为我国水利工程建设提供有价值的参考。

三、文献综述1.重力坝的概念和分类重力坝是指以自身重量为主要抗力的大型混凝土或石质坝。

按照不同的建筑材料和结构形式，可以将其分为混凝土重力坝、石质重力坝和拱形重力坝等。

2.重力坝的设计理论和方法在进行重力坝设计时，需要考虑到多个因素，如水文地质条件、洪水过程模拟计算、稳定性分析等。

同时，在进行具体设计时还需要采用多种方法来保证工程质量。

例如，在进行水文地质勘察时需要采用现场勘测和实验室测试相结合的方式；在进行稳定性分析时需要采用数值模拟法等。

3.国内外重力坝典型工程案例分析国内外有很多著名的重力坝工程案例，如中国三峡工程、美国胡佛大坝等。

这些工程案例不仅在设计和建设过程中积累了丰富的经验，同时也对于未来的重力坝建设提供了有价值的参考。

四、设计内容和步骤1.水文地质勘察和数据处理在进行重力坝设计前，需要进行水文地质勘察，以获取必要的数据。

勘察内容包括水文气象条件、地质构造、地形地貌、土壤岩石性质等。

然后对所获得的数据进行处理和分析，以确定重力坝建设的可行性。

重力坝设计内容、方法与步骤一重力坝设计所需基本资料<一>地形库区与坝址的地形地貌及高程，河流流向及河谷型状，地物与已成建筑物，村庄集中分布及内外交通、水电线路布置，显附有库区、坝址的地形图。

<二>地质包括库区及坝址地质情况。

坝址地质应已包括环境地质、地基岩石结构、岩层产状工程地质及水文地质情况，如断层破碎带分布、节理裂隙发育状况、地下水位与济量，透水带分布岸坡稳定性及崩坡积物分布、分化层深度。

建筑材料分布，储量及物力性坝轴线处基？的主要物理力学性质、钻孔柱状？<三>水文与气象1.水文水利计算成果：水库设计标准及相应的特征水位与库容，淤沙高程。

2.气象库区气候、降雨量、风速、冰冻情况。

<四>计算参数基岩抗剪或抗剪断指标，极限承载力或承载力标准值。

淤沙的抗剪指数及自重，地震烈度，水库吹程及冲坝系数、扬压力折减系数。

二总体布置确定重力坝位置，选定坝型及结构以及与两岸或？？建筑物的连接方式<一>坝型选择根据地址的地形、地质、建筑材料、施工条件及？？利用要求，选择适宜的重力坝结构形式；如当地地质较差，坝高不大，？当地具有足够的石料，可优先选择浆砌石宽？重力坝。

<二>坝轴线位置根据提供的坝址地形图，？？工程量，施工要求及其他建筑物布置特性，确定坝轴线。

<三>溢流坝段与非溢流坝段的位置通过水力计算确定溢流坝长度再消能要求确定在大坝中具体位置，其余部分为非溢流坝段。

三坝面拟定初拟确定重力坝挡水坝段与溢流坝段横纵剖面的形状与尺寸。

<一>基本剖面——三角形根据上游最高水位与坝基地质条件，？依类此法，初拟基本三角形顶点位置，底边位置及上下游的坝坡系数。

1.顶点：通常是顶点位置？？最高水位附近，当地质条件较差，剖面尺寸挖到条件时，顶点高程应适当高些。

2.底边：根据地形图反映的最大坝段地面高程，？出开挖深度的坝基高程？为三角形底边位置。

第三部分枢纽布置（1）坝型的选择坝型根据：坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

且河床堆积块石、孤石和卵石，但是缺乏土料。

浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量，但不能实现机械化施工，施工质量难以控制，故本工程采用混凝土重力坝。

（2）坝轴线的选取坝址河段长 350m，河流方向为 N20E，其上、下游河流方向分别为 S70E和 S80E。

坝址河谷呈“V”型，两岸h山体较雄厚，地形基本对称，较1完整，两岸地形坡度为 30°-40°。

河床宽 20-30m，河底高程约 556-557m。

坝轴线取在峡谷出口处，此处坝轴线较短，主体工程量小，建库后可以有较大库容。

（3）地形地质坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为 2.0-2.5m，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为 0.5-5.0m，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

（4）坝基参数坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。

坝址发育 11 条断层。

建议开挖深度：河中 5m，左岸 6-12m，右岸 6-15m。

（5）基本参数干密度 2.61g/cm 3 ，饱和密度 2.62 g/cm 3 ，干抗压强度92-120MPa，饱和抗压强度 83-110MPa，软化系数 0.9，泊松比 0.22-0.23。

混凝土与基岩接触面抗剪断指标：Ⅲ类岩体，抗剪断摩擦系数 1.0-1.1，抗剪断凝聚力 09.-1.1MPa。

坝基高程为550m.正常水位 642.00m设计水位 642.71m校核水位 643.69m（6）工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约2.5km的峡谷中，坝址集水面积144.5km2，又知河底高程556-557m。

第三部分枢纽布置坝型的选择坝型根据：坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

且河床堆积块石、孤石和卵石，但是缺乏土料。

浆砌石重力坝虽然可以节约水泥用量，但不能实现机械化施工，施工质量难以控制，故本工程采用混凝土重力坝。

（2）坝轴线的选取坝址河段长350m，河流方向为N20E，其上、下游河流方向分别为S70E 和S80E。

坝址河谷呈“V”型，两岸h山体较雄厚，地形基本对称，较1完整，两岸地形坡度为30°-40°。

河床宽20-30m，河底高程约556-557m。

坝轴线取在峡谷出口处，此处坝轴线较短，主体工程量小，建库后可以有较大库容。

地形地质坝址基岩岩性为燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩，河岸边及冲沟底部见有弱风化基岩出露。

河床冲积层厚度一般为，左岸覆盖层厚度为3-8m，右岸覆盖层厚度为，覆盖层主要为坡残积含碎石粘土层。

坝基参数坝址地质构造主要表现为断层、节理裂隙。

坝址发育11 条断层。

建议开挖深度：河中5m，左岸6-12m，右岸6-15m。

基本参数干密度cm 3 ，饱和密度g/cm 3 ，干抗压强度92-120MPa，饱和抗压强度83-110MPa，软化系数，泊松比。

混凝土与基岩接触面抗剪断指标：Ⅲ类岩体，抗剪断摩擦系数，抗剪断凝聚力。

坝基高程为550m.正常水位设计水位校核水位工程级别：本水利枢纽坝址林地溪与国宝溪汇合口下游约的峡谷中，坝址集水面积，又知河底高程556-557m。

可算的水库容容量约为亿立方米，大坝的工程级别为中型级别。

第三部分非溢流坝段设计剖面尺寸的拟定坝顶高程的确定坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用下列公式进行：波浪要素按官厅公式计算:Δh = h1+ hz + hcΔh—库水位以上的超高，m；h1—波浪高度，m；hz —波浪中心线超出静水位的高度，m；hc —安全超高，按表2-1 采用,对于2级工程，设计情况hc＝，校核情况hc＝。

重力坝的设计要点
1.综述
重力坝的坝轴线一般采用直线，但有时由于地形、地质条件的限制，采用折线或曲线。

设计要点择要叙述如下。

2.荷载组合
( 1 ) 坝体及其上固定设备的自重
( 2 ) 正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力
( 3 ) 相应于正常蓄水位时的静水压力
( 4 ) 相应于设计洪水位时的动水压力重力坝
重力坝
( 5 ) 相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力
( 6 ) 冰压力
( 7 ) 土压力
( 8 ) 泥沙压力
( 9 ) 其他出现几率多的荷载
3.特殊荷载
( 1 )校核洪水位时的静水压力
( 2 )相应于校核洪水位时的扬压力
( 3 )相应于校核洪水位时的浪压力
( 4 )相应于校核洪水位时的动水压力
( 5 )地震荷载
( 6 )其他出现机率很少的荷载
4.断面拟定
坝顶在最高洪水位上要留有一定的安全超高。

坝顶宽度视运用和交通的需要而定。

坝的上游重力坝
面通常做成铅直面，或略向上游倾斜，一般坡度n=0~0.2;坝的下游面通常为均一的坡度，一般坡度 m=0.6~0.8。

坝底宽,一般为坝高的 7/10~9/10。

坝体断面需根据稳定和应力要求进行优化设计，求出坝体混凝土方量为最小的优化设计断面，并考虑布置和运行需要，作某些修正。

重力坝课程设计一、目的1、学会初拟重力坝尺寸的方法;2、掌握重力坝抗滑稳定计算和应力计算；3、进一步认识重力坝的结构特点。

二、基本资料（一）、水文、气象及泥沙资料通过对区域内水文气象资料的调查和分析计算,设计中所采用的水文、气象及泥沙参数见下表1。

（二）、地质资料1、坝址地质资料选定坝址河谷呈基本对称的“V"形谷，左岸山体坡角48°,右岸山体坡角46°,两岸地貌主要为侵蚀切割形成的平缓脊状山岭地貌,河谷地貌为侵蚀-构造类型。

坝址处出露地层为峨嵋山玄武岩（P2β)，岩层无产状，岩层倾向总体倾向河床下游偏右岸.坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0~2m,局部地段深达7m以上,河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m左右.地表裸露的玄武岩呈强风化状,玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3.6m，在河床左岸坡厚7。

5m，在河床右岸坡厚8m，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m，在河床左岸坡厚4m，在河床右岸坡厚3。

5m。

再往下为微风化和新鲜岩石.经取样试验,结合有关工程经验类比,参考有关设计规范，地质专业提出了岩石（体)物理、力学参数，见表5-2~表5—4。

表5—2 岩土质物理力学性质建议指标表5—3 坝基岩体力学参数（三)特征水位表5—5 主要建筑物特征水位及流量(四)坝址处地形图三、要求1、拟定坝体尺寸,进行重力坝稳定计算及应力计算；2、提交成果（1）重力坝非溢流坝段剖面图,溢流坝段剖面图；(2）重力坝平面布置图.1。

坝基开挖深度的确定初步确定坝高在50～100m 的范围内，可建在微风化至弱风化的上部基岩上。

由地质资料,坝址处左右岸坡残坡积层厚度为0～2m ，局部地段深达7m 以上，河床上第四纪冲积覆盖层厚度为5m 左右。

地表裸露的玄武岩呈强风化状，玄武岩地层上部强风化层在河床部位厚3。

6m,在河床左岸坡厚7.5m ，在河床右岸坡厚8m ，下部呈弱风化状，弱风化层在河床部位厚3m,在河床左岸坡厚4m,在河床右岸坡厚3。