河海水工建筑物 2-1重力坝概述
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重力坝一、重力坝的工作原理及特点1、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产生的拉应力来满足。
2、重力坝的类型:(1)按构造不同分为:实体重力坝,宽缝重力坝,空腹重力坝和预应力重力坝。
(2)按作用可以分:溢流重力坝,非溢流重力坝。
(3)按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
二,重力坝的荷载组合基本组合1:正常蓄水位情况,作用包括:①②③④⑤基本组合2:防洪高水位情况,作用包括:①②③④⑤⑦基本组合3:冰冻情况,作用包括:①②③④⑥偶然组合1:校核洪水位情况,作用包括:①④⑧⑨⑩⑾偶然组合2:地震情况,作用包括:①②③④⑤⑿重力坝按极限状态设计时一般要考虑四种承载能力极限状态:①坝趾抗压强度极限状态②坝体与坝基面的抗滑稳定极限状态③坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态④基岩有薄弱层时坝体连同部分坝基的深层抗滑稳定极限状态。
三 重力坝的抗滑稳定分析沿坝基面的抗滑稳定分析重力坝失稳破坏的机理:首先坝踵处基岩和胶结面出现微裂松弛区,随后在坝址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,导致大坝的整体失稳。
(一)抗剪强度公式:(1)当接触面呈水平时,其抗滑稳定安全系数)(∑-=U W f K S S /∑P(2)当接触面倾向上游时,其抗滑稳定安全系数∑∑∑∑-+-=ββββsin cos )sin cos (W P P U W f K S(二)抗剪断公式:∑∑'+-'=P A c U W f K S )(深层抗滑稳定分析(1) 单斜面深层稳定计算:如图将软弱面以上的坝体和地基视为刚体,按下式计算:∑∑∑∑-+-=ββββsin cos )sin cos (W P P U W f K S(2) 双斜面深层抗滑稳定计算:提高抗滑稳定性的工程措施:1) 利用水重2) 采用有利的开挖轮廓线: ① 使坝基面倾向上游。
第八节宽缝重力坝与空腹重力坝重力坝的主要缺点:1°扬压力大;2°材料强度不能充分利用;3°坝体体积大,水泥用量多,水化热高,散热条件差;一、宽缝重力坝宽缝重力坝的剖面型式及构造特点,见图2.35图2.35 宽缝重力坝它由实体重力坝横缝“加宽”而成,坝基渗水从宽缝处排出,使扬压力减小同时作用面积减小,比实体重力坝可节省10~20%。
②宽缝的存在增加侧向天然散热面,加快散热过程,有利于温度控制;③坝段内厚度减薄,有利于充分利用材料强度;④坝内有宽缝便于观测检查;⑤根据不同坝段的地质条件,通过改变宽缝尺寸来调节坝体重量,外观保持一致;⑥模板用量增加,倒悬模板拆装麻烦,施工复杂;⑦气温变化剧烈的地区,易产生表面裂缝;2、剖面尺寸坝段宽度L=16~24m 考虑:1°溢流坝段布置,孔数和尺寸;2°发电厂房的机组间距;3°施工条件;缝宽2S=(20~40)%L 2S↓宽缝的优点不明显;2S↑坝体腹部易产生拉应力;宽缝高: 满足施工导流、厂房引水管、稳定等要求。
–n: 可比实体重力坝略缓n=0.15~0.35–m: 可比实体重力坝略陡m=0.5~0.7–tu : 满足水力坡降和侧向传力要求;–tu=(0.08~0.12)H 不小于3m –td : 满足应力、施工和保温要求–td=3~5m 不小于2m–3、稳定和应力分析–稳定分析------方法同实体重力坝–不同之处:1°按1个坝段进行2°扬压力与实体坝不同图2.36 宽缝重力坝坝基扬压力应力分析:严格地讲是三维问题,实践经验表明:宽缝坝的应力分布接近平面状态,只是局部应力分布复杂。
分析时按两种问题处理:1°整体作为变厚度的平面问题来处理,整体应力分析用材力法,截面简化为工字形,假定坝体应力沿坝轴线厚度方向均匀分布,σy呈直线分布2°局部应力分析------头部二、空腹重力坝优点:1°有效地降低扬压力,节省工程量。
河海大学重力坝课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握重力坝的定义、结构及其在水利工程中的应用;2. 了解重力坝的设计原理、施工技术及质量控制标准;3. 熟悉重力坝的稳定性分析、应力应变计算及安全性评价方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,对重力坝进行初步设计和方案比选;2. 能够运用相关软件对重力坝进行稳定性分析、应力应变计算;3. 能够根据实际情况,对重力坝的安全性进行合理评价。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱水利事业,关注国家水利建设,增强社会责任感;2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神,提高实践操作能力;3. 培养学生自觉遵循工程伦理,注重工程质量,树立良好的职业道德。
本课程针对河海大学学生特点,结合重力坝课程内容,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程学习,学生能够掌握重力坝的基本理论、设计方法和施工技术,为今后从事水利工程设计和施工奠定坚实基础。
二、教学内容1. 重力坝概述- 重力坝的定义、分类及特点- 重力坝在水利工程中的应用2. 重力坝设计原理- 设计基本原理和主要设计原则- 重力坝结构设计及稳定性分析- 荷载组合及荷载代表值3. 重力坝施工技术- 施工准备及施工组织设计- 施工工艺及质量控制- 施工安全及环保措施4. 重力坝应力应变计算- 应力应变基本理论- 重力坝应力应变分析方法- 相关软件操作及应用5. 重力坝安全性评价- 安全性评价标准和方法- 重力坝安全性评价流程- 案例分析及讨论教学内容按照课程目标进行科学性和系统性地组织,涵盖重力坝的基本理论、设计方法、施工技术、应力应变计算及安全性评价等方面。
教学大纲明确教学内容安排和进度,与教材章节相对应,确保学生能够逐步掌握重力坝相关知识。
通过本章节学习,学生将具备重力坝工程设计和施工的基本能力。
三、教学方法本章节采用多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性,提高教学效果。
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。