重力坝设计 ppt
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水利建筑物重力坝ppt课件
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第二节 重力坝的稳定分析 四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施
（1）利用水重 （2）将坝基开挖成倾向上游的斜面 （3）在坝踵下设齿墙 （4）抽水措施 （5）加固地基 （6）利用预应力
.
第二节 重力坝的稳定分析
.
固常 措用 施的
几 种 抗 滑 加
.
第二节 重力坝的稳定分析
.
第二节 重力坝的稳定分析
足强度要求
.
第三节 重力坝的应力分析 应力分析方法
理论计算和模型试验法 理论计算方法主要有： 材料力学法和有限元法
对于中、低坝，当地质条件较简单时， 可按材料力学方法计算坝体的应力，有 时可只计算坝体的边缘应力。
.
.
应力分析内容
确定计算工况； 选择计算方法； 确定计算截面； 计算选定截面上的应力：
.
第三节 重力坝的应力分析
一、概 述
• 目的：
1、为了检验大坝在施工期 和运用期是否满足强度要 求；
2、为解决设计和施工中的 某些问题，如砼分区，某 些部位的配筋等提供依据。
.
第三节 重力坝的应力分析
应力分析的过程：
1、进行荷载计算及荷载组合 2、选择合适的方法进行应力计算 3、检验大坝各部位的应力是否满
Ⅰ类基岩——很好的岩石， f ′＝1.2～1.5, c’＝1.3～1.5Mpa
Ⅱ类基岩——好的岩石， f ′＝1.0～1.3, c’＝1.1～1.3Mpa
Ⅲ类基岩——中等的岩石， f '＝0.9～1.2, c’＝0.7～1.1Mpa
Ⅳ 类基岩——较差的岩石， f ′＝0.7～0.9, c’＝0.3～0.7Mpa
.
原规范规定，f的最后选取应以野外和室内试验成 果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件 类似的已建工程的经验等，由地质、试验和设 计人员研究确定。
第二节 重力坝的稳定分析 四、提高坝体抗滑稳定性的工程措施
（1）利用水重 （2）将坝基开挖成倾向上游的斜面 （3）在坝踵下设齿墙 （4）抽水措施 （5）加固地基 （6）利用预应力
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第二节 重力坝的稳定分析
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固常 措用 施的
几 种 抗 滑 加
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第二节 重力坝的稳定分析
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第二节 重力坝的稳定分析
足强度要求
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第三节 重力坝的应力分析 应力分析方法
理论计算和模型试验法 理论计算方法主要有： 材料力学法和有限元法
对于中、低坝，当地质条件较简单时， 可按材料力学方法计算坝体的应力，有 时可只计算坝体的边缘应力。
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应力分析内容
确定计算工况； 选择计算方法； 确定计算截面； 计算选定截面上的应力：
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第三节 重力坝的应力分析
一、概 述
• 目的：
1、为了检验大坝在施工期 和运用期是否满足强度要 求；
2、为解决设计和施工中的 某些问题，如砼分区，某 些部位的配筋等提供依据。
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第三节 重力坝的应力分析
应力分析的过程：
1、进行荷载计算及荷载组合 2、选择合适的方法进行应力计算 3、检验大坝各部位的应力是否满
Ⅰ类基岩——很好的岩石， f ′＝1.2～1.5, c’＝1.3～1.5Mpa
Ⅱ类基岩——好的岩石， f ′＝1.0～1.3, c’＝1.1～1.3Mpa
Ⅲ类基岩——中等的岩石， f '＝0.9～1.2, c’＝0.7～1.1Mpa
Ⅳ 类基岩——较差的岩石， f ′＝0.7～0.9, c’＝0.3～0.7Mpa
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原规范规定，f的最后选取应以野外和室内试验成 果为基础，结合现场实际情况，参照地质条件 类似的已建工程的经验等，由地质、试验和设 计人员研究确定。
重力坝设计布置_ppt课件
枢纽布置
（1）选择坝轴线。 原则：a 应使满足各项要求情况下最短 b 坝身可否过水 c 便于施工 （2）根据枢纽的任务确定组成建筑物，坝型。 （3）厂房、溢洪道（坝身）位置。厂房：尾水管高 程的确定尽量减少开挖。 （4）其他建筑物布置。
确定堰顶高程和校核洪水位
1.确定q，希望q大一点，充分利用地质条件。 建议q=100m3/s 2. 溢流前缘净宽：B净=Q设/q 闸门孔数：n=B净/b，n大概在3~5中。 b为闸门宽度，一般在8~16米之间。 规范要求：闸门尺寸宜在：b/H=1.5~2.0
主要 考虑 情况
1.正常蓄 水位情况 2.防洪高 水位情况 3.冰冻 情况
自 重
静 水 压 力
（2）
扬 压 力
淤 沙 压 力
（3）
浪 压 力
冰 压 力
动 水 压 力
-
水 压 力
地 震 作 用
-
备 注
（1）
（2）
（6 ） a） （6 ） a）
-
（4）
土压力根据坝体外 是否有填土而定 （下同） 以防洪为主的水库, 正常蓄水位较低
（1）
（5）
（5）
（3）
（5）
（4）
（1）
（2）
（2）
（3）
-
（7）
-
（4）
静水压力及扬压力 按相应冬季库水位 计算
短 暂 状 况
基 本 组 合
施工期 临时挡 水情况
（1）
（2）
（2）
-
-
-
-
（4）
偶 然 状 况
偶 然 组 合
1.校核洪 水情况
（1）
（9）
（9）
（3）
重力坝设计31页PPT
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
重力坝设计
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
•
我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
重力坝设计
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
•
我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
重力坝剖面和消能工设计ppt课件
规律：
1）施工运用方便多做成a=90
2）f较低时，为满足稳定，减小a角，利用水重
3）工程经验
m=0.6—0.8（下游坡）
n=0—0.2（上游坡）
一般情况,坝体与坝基接触面之间摩擦系数及粘 结强度越大、渗压折减系数越大，基本剖面底宽就越 小，T主要由强度条件控制。反之，摩擦系数和粘结 强度越小，渗压折减系数越小，坝底宽度就越大，且
① Q——h”和Q——t重 合。表明任何情况下均 产生临界水跃，无须修 消力池，只须在水跃范 围内修护坦即可。
这是最理想情况，实际 很少见。
hc h" t
h" t
h"-Q t-Q
h" t
t-Q h"-Q
③
① h" t
h"-Q
Q<Qk Q
④
Q t-Q
Q>Qk Q
h" t
h"-Q t-Q
② h" t
Q h"-Q
（三）、溢流重力坝的消能防冲设施
• 选择消能工的依据：地形、地质、枢纽布置、
水头、流量、下游水深及其变幅等进行技术经 济比较。重要工程应作模型试验。 （一） 水流条件及消能措施。 在坝趾下游设消力池，消力坎等。底流消能 工作可靠，但是工程量大。
下泄不同流量产生的跃 后水深h”与下游实际水 深t的关系，有以下五种 情况：
剖面选择：对中、低重力坝可以采用工程类比法， 参照类似的已建工程，拟定坝体剖面尺寸，然后对 坝体控制截面进行强度和稳定验算，并根据计算结 果进行调整，直到满足设计要求为止
二、溢流重力坝断面设计
溢流重力坝既能挡水又能通过坝顶溢流。因此，坝体 设计除要满足稳定和强度要求外，还要满足泄水要求。 在溢流坝段位置确定以后，应合理选择泄水方式，并 根据洪水标准和运用要求确定孔口尺寸。
《重力坝专题》课件
坝基岩体的抗剪强度直接关系 到重力坝的抗滑稳定性。
抗滑措施
通过提高坝基岩体的抗剪强度 、设置抗滑桩、灌浆等方式增
强抗滑稳定性。
监测与维护
定期对重力坝进行稳定性监测 和维护，确保其安全运行。
重力坝的抗倾稳定性
抗倾稳定性
指重力坝抵抗倾覆失稳的能力。
基底应力分布
基底应力分布的均匀性对重力坝的抗倾稳定 性至关重要。
重力坝的应急处理
应急处理目的
应对重力坝突发事件，迅速控制 险情，减轻损失。
应急处理内容
坝体裂缝、滑坡、溃坝等紧急情况 的处置，以及人员疏散和救援。
应急处理措施
制定应急预案，配备应急设备和人 员，定期进行演练，提高应急响应 能力。
PART 05
重力坝的发展趋势与未来 展望
重力坝技术的创新与改进
新型材料的应用
与土石坝的比较
土石坝材料易得，结构简单，但 稳定性较差，重力坝则具有较高 的稳定性和耐久性。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
新型设计理念
利用高强度、耐腐蚀的新型材料，提 高重力坝的耐久性和稳定性。
采用更为先进的计算和分析方法，优 化重力坝的结构设计，降低工程造价 。
智能化监测与维护
引入物联网、大数据等技术，实现重 力坝的实时监测和预警，提高维护效 率。
重力坝在未来的应用前景
应对气候变化
随着全球气候变化的影响加剧， 重力坝在应对洪水、干旱等自然 灾害中将发挥更加重要的作用。
土料
部分重力坝的上游面采用土料 填筑，以减少工程量和造价。
重力坝的施工方法
01
浇筑法
混凝土重力坝主要采用浇筑法施工，分为平浇法和斜层浇法两种。平浇
抗滑措施
通过提高坝基岩体的抗剪强度 、设置抗滑桩、灌浆等方式增
强抗滑稳定性。
监测与维护
定期对重力坝进行稳定性监测 和维护，确保其安全运行。
重力坝的抗倾稳定性
抗倾稳定性
指重力坝抵抗倾覆失稳的能力。
基底应力分布
基底应力分布的均匀性对重力坝的抗倾稳定 性至关重要。
重力坝的应急处理
应急处理目的
应对重力坝突发事件，迅速控制 险情，减轻损失。
应急处理内容
坝体裂缝、滑坡、溃坝等紧急情况 的处置，以及人员疏散和救援。
应急处理措施
制定应急预案，配备应急设备和人 员，定期进行演练，提高应急响应 能力。
PART 05
重力坝的发展趋势与未来 展望
重力坝技术的创新与改进
新型材料的应用
与土石坝的比较
土石坝材料易得，结构简单，但 稳定性较差，重力坝则具有较高 的稳定性和耐久性。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
新型设计理念
利用高强度、耐腐蚀的新型材料，提 高重力坝的耐久性和稳定性。
采用更为先进的计算和分析方法，优 化重力坝的结构设计，降低工程造价 。
智能化监测与维护
引入物联网、大数据等技术，实现重 力坝的实时监测和预警，提高维护效 率。
重力坝在未来的应用前景
应对气候变化
随着全球气候变化的影响加剧， 重力坝在应对洪水、干旱等自然 灾害中将发挥更加重要的作用。
土料
部分重力坝的上游面采用土料 填筑，以减少工程量和造价。
重力坝的施工方法
01
浇筑法
混凝土重力坝主要采用浇筑法施工，分为平浇法和斜层浇法两种。平浇
河海大学水工建筑物重力坝PPT课件
7.浪压力
①成因-----空气流动，带动水体，形成波浪。 ②波浪三要素
2hl(2hm)—波高； 2Ll (2Lm) –波长； h0 (hz)—波浪中心线与静水位的距离；
a、波浪涌高2hL
2hL 0.016 Vf564D13
波浪运动不受库底影响-----------------深水波 波浪运动受库底影响，且 库水深小于临界深度Hk(Hk =(3-5 )hL)时--破碎波 水深大于临界深度Hk小于LL波浪受库底影响-浅水波
说明：
Fb1 0.07Vdi Afic Fb2 0.5ficbdi
1°冰压力对高坝可以忽略，因为一方面水库开阔， 冰易凸起破碎，另一方面在总荷载中所占比例较小；
2°对低坝、闸较为重要，它占总荷载的比重大；
3°某些部位如闸门进水口处及不宜承受大冰压力的 部位，可采取冲气措施等。
6、泥沙压力
①成因 水库蓄水后，入库水流流速降低并趋 于零，挟带的泥沙随流速减小而沉积 于坝前，其过程是先沉积大颗粒，而 后沉积细颗粒。
(如特别重要的坝、地质条件复杂、失事后影响巨大)
①地震惯性力 用拟静力法计算地震作用效应
F i a h G Ei i / g 地震作用的效应折减系数，取0.25;
G Ei 第 i坝块的坝体重量,kN；
a h 水平向设计地震加速度，根据设计烈度选取；
i
1 .4
1 4 (hi / H )4
§2-2 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
重力坝布置-jzhszcom.PPT
• （1）面板堆石坝坝体坝坡的选择
• 当筑坝材料为硬岩堆石料时，上、下游坝坡可采用1： 1.3～1：1.4，软岩堆石体的坝坡宜适当放缓；当用质 量良好的天然砂砾石料筑坝时，上、下游坝坡可采用1 ：1.5～1：1.6。下游坝坡上设有道路时，道路之间的 实际坝坡可以比上述规定的坝坡值略陡，但平均坝坡 应满足上述要求。高坝的下游坝坡可用干砌石、大块 石堆砌或摆石砌护，并使坝体具有良好的外观。施工 期垫层区的上游坝坡应及时作好固坡处理。可视具体 情况选用碾压砂浆、喷乳化沥青、喷混凝土或砂浆等 固坡措施。
4．渗流计算的方法 渗流计算通常有公式计算、数值解法、绘制流网和模拟 试验等。现已编制了二维、三维稳定或不稳定渗流计算 的程序，适用于均质或非均质的各种复杂边界条件的渗 流计算。对1级、2级坝和高坝应采用数值法计算确定渗 流场的各种渗流因素。其他情况可用公式计算。 对于宽广河谷中的土石坝，一般采用二维渗流分析就可 满足要求。对狭窄河谷中的高坝或坝肩绕流影响坝体渗 流较大者，应用三维渗流计算。对复杂的地质情况，为 验算数值计算成果，用模拟试验进行核对，是必要的。 坝体分层碾压，天然土层的分层沉积，都可使坝体坝基 土层有各向异性，因此在渗流计算中要考虑渗透系数的 各向异性。采用渗透系数，为安全计，计算渗透流量时 用大值平均值，计算水位降落浸润线时用其小值平均值
(三)坝体防渗体的选择
• 在土石坝中，土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构 。所谓防渗体，是指这部分土体比坝壳其他部分更不 透水，它的作用是控制坝体内浸润线的位置，并保持 渗流Байду номын сангаас定。土质防渗体断面尺寸应根据下列因素研究 确定：
• ①防渗土料的质量，如允许渗透比降、塑性、抗裂性 能等；
• ②防渗土料的数量和施工难易程度； • ③防渗体下面坝基的性质及处理措施； • ④防渗土料与坝壳材料单价比值； • ⑤设计地震烈度为8度、9度地区适当加厚。
《重力坝专题》课件
浇筑：浇筑混凝 土或砌石
养护：养护混凝 土或砌石
验收：验收工程 质量和性能
施工前准备：确保材料、设备、人员等准备充分 施工过程控制：严格按照设计图纸和施工规范进行施工 施工质量检查：定期进行质量检查，确保工程质量符合要求 施工安全控制：确保施工安全，避免安全事故发生
PART FOUR
重力坝的稳定 性是确保其安 全运行的关键
重力坝的抗倾稳定性可以通过计算坝体的抗倾力矩和倾覆力矩来评估。
重力坝的抗倾稳定性分析需要采用专业的计算方法和软件，以确保坝体的安全稳定。
地震对重力坝的影响：地震可能导致重力坝产生裂缝、变形甚至倒塌
重力坝的抗震设计：考虑地震荷载，采用抗震设计方法，提高重力坝的抗震能力
重力坝的抗震措施：采用抗震材料、抗震结构、抗震施工方法等措施，提高重力坝的抗 震能力
因素
稳定性分析主 要包括静力稳 定性和动力稳 定性两个方面
静力稳定性主 要考虑坝体在 自重、水压力、 温度变化等作 用下的变形和
应力分布
动力稳定性主 要考虑地震、 水流冲击等外 部荷载作用下 的坝体振动和
响应
稳定性分析需 要综合考虑各 种因素，包括 坝体材料、结 构、施工工艺
等
稳定性分析的 结果对于重力 坝的设计、施 工和运行管理 具有重要意义
环保性：减少对环 境的影响，保护生 态环境
选址：选择合适的地形和地质条件
施工：包括开挖、浇筑、养护等步 骤
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
设计：根据地形和地质条件进行设 计
验收：对施工质量进行验收，确保 符合设计要求
选址：选择合适 的地形和地质条
件
设计：确定坝体 形状、尺寸和材
料
《重力坝设计和施工》课件
。
坝体观测设施建设
在坝体关键部位设置观测设施 ，以便对坝体的变形、沉降等
进行实时监测。
坝基处理施工
坝基清理
清除坝基范围内的杂物、树木、草皮 等，为后续施工创造良好条件。
坝基加固
根据地质勘查结果，对软弱地基进行 加固处理，提高地基承载力和稳定性 。
防渗处理
对坝基进行防渗处理，防止渗漏对坝 体造成损害，常用的方法有帷幕灌浆 、混凝土防渗墙等。
国外重力坝工程实例
胡佛水坝
位于美国的内华达核能实验室重力坝 ，是世界上最早的混凝土重力坝。该 坝于1931年开始建设，1942年竣工 ，主要用于发电和灌溉。
阿斯旺大坝
位于埃及阿斯旺市附近，是一座混凝 土重力坝。阿斯旺大坝的建设始于 1958年，历时10年完成，主要用于发 电、灌溉和防洪。
成功与失败的重力坝工程案例分析
02
重力坝设计
设计原则和流程
设计原则
安全、经济、适用、美观。
设计流程
初步设计、技术设计、施工图设计。
坝体结构设计
01
0203Βιβλιοθήκη 结构形式重力坝的结构形式主要有 实体重力坝、宽缝重力坝 和空腹重力坝。
主要尺寸
坝顶高程、坝顶宽度、最 大坝高、坝底宽度等。
材料选择
混凝土或石料，根据地质 条件、水文条件和工程要 求选择。
感谢您的观看
THANKS
渗流监测
通过监测大坝的渗流情况，了解坝体和坝基的渗 漏情况和排水性能。
维护和加固措施
日常维护
定期对大坝进行清洁、 排水、除草等维护工作 ，保持大坝外观整洁和
排水通畅。
裂缝处理
对发现的裂缝进行及时 处理，如灌浆、填补等
，防止裂缝扩大。
坝体观测设施建设
在坝体关键部位设置观测设施 ，以便对坝体的变形、沉降等
进行实时监测。
坝基处理施工
坝基清理
清除坝基范围内的杂物、树木、草皮 等，为后续施工创造良好条件。
坝基加固
根据地质勘查结果，对软弱地基进行 加固处理，提高地基承载力和稳定性 。
防渗处理
对坝基进行防渗处理，防止渗漏对坝 体造成损害，常用的方法有帷幕灌浆 、混凝土防渗墙等。
国外重力坝工程实例
胡佛水坝
位于美国的内华达核能实验室重力坝 ，是世界上最早的混凝土重力坝。该 坝于1931年开始建设，1942年竣工 ，主要用于发电和灌溉。
阿斯旺大坝
位于埃及阿斯旺市附近，是一座混凝 土重力坝。阿斯旺大坝的建设始于 1958年，历时10年完成，主要用于发 电、灌溉和防洪。
成功与失败的重力坝工程案例分析
02
重力坝设计
设计原则和流程
设计原则
安全、经济、适用、美观。
设计流程
初步设计、技术设计、施工图设计。
坝体结构设计
01
0203Βιβλιοθήκη 结构形式重力坝的结构形式主要有 实体重力坝、宽缝重力坝 和空腹重力坝。
主要尺寸
坝顶高程、坝顶宽度、最 大坝高、坝底宽度等。
材料选择
混凝土或石料，根据地质 条件、水文条件和工程要 求选择。
感谢您的观看
THANKS
渗流监测
通过监测大坝的渗流情况，了解坝体和坝基的渗 漏情况和排水性能。
维护和加固措施
日常维护
定期对大坝进行清洁、 排水、除草等维护工作 ，保持大坝外观整洁和
排水通畅。
裂缝处理
对发现的裂缝进行及时 处理，如灌浆、填补等
，防止裂缝扩大。
混凝土重力坝设计规范现状及发展趋势PPT课件
（2）正常使用极限状态作用效应长期组合采如下表达式：
2020/4/2
38
（3）坝踵垂直应力不出现拉应力 正常使用情况拉应力计算公式：
式中：
TR’ ：坝基面上形心轴到上游面的距离；
∑MR ：计算截面上作用对截面形心的力矩之和；
JR ：计算截面对形心轴的惯性矩；
2020/4/2
39
（4）坝体上游面垂直应力不出现拉应力 正常使用情况拉应力计算公式：
2020/4/2
34
2020/4/2
35
（六）坝体混凝土与基岩接触面的抗滑 稳定极限状态计算
2020/4/2
36
（七）坝体混凝土层面（包括常态混凝土水平施
工缝或碾压混凝土层面）的抗滑稳定极限状态：
2020/4/2
37
四、坝体正常使用极限状态计算
（1）正常使用极限状态作用效应短期组合用如下表达式：
出现下列状况之一,即超过了正常使用 极限状态 1、影响正常使用或外观变形； 2、影响正常使用的局部破坏 （如裂缝）； 3、影响正常使用的振动；
2020/4/2
9
（三）结构的极限状态功能函数表达
在结构的可靠度分析中，结构的极限状态功 能函数表达如下：
Z=G(x1,x2,……xn)
x1,x2,…… xn —n个随机变量；
2020/4/2
43
大坝碾压混凝土强度标准值
强度种类 符号 大坝碾压混凝土强度等级 C5 C7.5 C10 C15 C20 C25
轴心抗压 Mpa fck 7.2 10.4 13.5 19.6 25.4 31.0
2020/4/2
44
第三节
混凝土重力坝深层抗滑稳定
极限状态设计
2020/4/2
2020/4/2
38
（3）坝踵垂直应力不出现拉应力 正常使用情况拉应力计算公式：
式中：
TR’ ：坝基面上形心轴到上游面的距离；
∑MR ：计算截面上作用对截面形心的力矩之和；
JR ：计算截面对形心轴的惯性矩；
2020/4/2
39
（4）坝体上游面垂直应力不出现拉应力 正常使用情况拉应力计算公式：
2020/4/2
34
2020/4/2
35
（六）坝体混凝土与基岩接触面的抗滑 稳定极限状态计算
2020/4/2
36
（七）坝体混凝土层面（包括常态混凝土水平施
工缝或碾压混凝土层面）的抗滑稳定极限状态：
2020/4/2
37
四、坝体正常使用极限状态计算
（1）正常使用极限状态作用效应短期组合用如下表达式：
出现下列状况之一,即超过了正常使用 极限状态 1、影响正常使用或外观变形； 2、影响正常使用的局部破坏 （如裂缝）； 3、影响正常使用的振动；
2020/4/2
9
（三）结构的极限状态功能函数表达
在结构的可靠度分析中，结构的极限状态功 能函数表达如下：
Z=G(x1,x2,……xn)
x1,x2,…… xn —n个随机变量；
2020/4/2
43
大坝碾压混凝土强度标准值
强度种类 符号 大坝碾压混凝土强度等级 C5 C7.5 C10 C15 C20 C25
轴心抗压 Mpa fck 7.2 10.4 13.5 19.6 25.4 31.0
2020/4/2
44
第三节
混凝土重力坝深层抗滑稳定
极限状态设计
2020/4/2
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式中：
K'f'W P Uc'A
f '坝基面上的抗断摩擦系数；
W 作用于坝基面以上的合力在垂直方向投影的代数和；
U 作用于坝基面上的扬压力
c'坝基面上的抗剪断凝聚力；
A 坝基面上的面积；
P 作用于坝基面以上的合力在水平方向投影的代数和；
-
13
规范
（1）按上式抗剪断强度计算的坝基面抗滑稳定安全系数K'值应不小于下列中规定的数值。
0
.00
762
-1
312
（9
.8
12
5
0） 013
232
1.134m，
232
9.81
gD 9.812500
43.36
V02
23.02
当gD V02
2
0~
2
5
0时为频5率 %的波高 h5%
所以由规范得1推%需 算乘 ，以 1.43，h1% 1.1341.431.622m
-
4
1.2波浪要素的计算
L0.330--121.（ v15vgD 02） 31.7v5g02
重力坝设计题目
一、基本资料
•。 拟在某河建一混凝土重力坝，初定为3级建筑物。坝基高程、正常蓄水位、设计洪水位、校核洪 水位及相应下游水位如下表。坝体混凝土强度等级为C15，,标准抗压强度为fck=14.3MPa。坝基岩 石为微风化的花岗岩，标准抗压强度fkR=80MPa,岩体结构较为完整。混凝土重度为24KN/m，水的 重度取取10KN/m3,混凝土和基岩面的抗剪断参数f'=0.95,c'=0.85MPa,扬压力系数0.3。本地区的地 震设计烈度为6度，洪水位多年平均最大风速为15.3m/s，50年一遇风速为23.0m/s，水库吹程为 2.5Km，不计淤沙压力。
• 波浪中心线至计算水位的高度：
hz
h
2 1
L
cth
2H
L
因H Lm 时, cth 2H 1.0
2
L
hz
h12
L
3.14 0.974 2 7.677
0.388 m
hh1% hzhc0.9 0 7.4 3 0 8. 8 4 1.762m 坝顶 1高 4 3 1 程 ..5 7 1 64 25.262m
-
15
四，坝基面强度校核
y d T W 6 T 2 W 82.8 .2 6 8 7 5 6 2 2 2.2 2 8 2 .99 8 4 8.0 8 1 K 3 8 P 8a 0 (K 0)P 0 , 0 a
满足抗压强度要求。
-
16
设计洪水位情况强度校核：
y d T W 6 T 2 W 122 .2 .6 82 6 6 9 - 2 9 1 .2 2 8 4 .79 1 50 .4 0K 8 7 P 8a 0 (K 0)P 0 , 0 a
• 五：基础灌浆廊道
根据规范将基础灌浆廊道，廊道断面为城门洞形，宽度为2.5m, 高度为3m, 距 基岩面取5m，荷载计算及组合
• 设计洪水位情况：
-
9
附表1
• 发V
-
10
校核洪水位时：
• 校核洪水位情况
-
11
附表2
• 附表
-
12
三，坝基面的抗滑稳定验算
坝基面上的抗滑安全系数（抗剪段安全系数）K'为
-
7
重力坝实用剖面的确定
• 三：坝顶高程的最终确定
坝顶高程应取上述两种情况坝顶高程中的最大值，并取防浪墙高度1.2m，防浪墙基座高度 0.1m,所以坝顶高程为145.262-1.2-0.1=144.00m ，最大坝高为144-110=34m
• 四：坝顶宽度
假定该水利枢纽位于山区峡谷。无交通要求，按构造要求中取坝顶宽度5m,同时满足维修 时的单车道要求
-
14
抗滑稳定校核
将结果代入算 抗公 剪式 强： 度计
设计洪水位情况：
K'f'W U PC'A0.958847.86.2.757.2855028.26.65
校核洪水位情况：
f'
K''
WUC'A0.95872.4.658502.825.9
P
54.64.55
K '6.6 5K '3.0 ,K ''5.9K '3.0 ，均满足 。 抗
0.33213-21.15（9.81250） 301.75 232 11.549
232
9.81
h.z
h1%
L
cth 2H
L
因H Lm 时, cth 2H 1.0
2
L
hz
h12
L
3.141.6222 11.549
0.715m
hh 1% hzhc 1.6 0 2.2 7 0 1. 5 5 2.837m 坝顶 1高 4 1 2 程 ..6 8 1 34 74.437m
故h1% 0.6811.430.974
-
6
2.2波浪要素的计算
• 波长：
L 0.3 0 -2 1 （ .3 1 g v D 0 2 5 ） 1 3 1.v v 7 g 0 2 5 0. 3 13 - 5 2 1. （ 1 1 .1 5 30 ） 3 1 4 . 7 1 9 .57 2 5 . 8 1 7 .3 1 .67
参数 组别
-
1
重力坝设计步骤
-
2
一，重力坝剖面拟定
初定上游坡系数: n=0.2 ,0折坡点：2/3H ,下游坡系数：m=0.7 ,坝底宽:B=(0.7~0.8)H
设计洪水位hc=0.5 校核洪水位hc=0.4 有效吹程D=2.5km
-
3
1.1剖面拟定（设计洪水位情况）
波高： h1 0.00760-1v（ 12 vgD 02 ）13 vg02
-
5
2.1校核洪水位情况
h1
0.00760v-1（ 12 vgD02 ）13 vg02
1 -
0.007615.312
（104.7） 713 15.32
0.681
9.81
gD 9.812500104.77
V02
15.3
当gD V02
20~
250时为频率 5%的波高h5%
所以由规范得推 1%算 乘以1.43
满足抗压强度要求。
-
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校核洪水位时强度校核1：
y d T W 6 T 2 W 82.7 .2 4 8 2 5 6 6 2 3.2 2 8 2 .59 6 5 5.0 5 2 K 7 8 P 8a 0 (K 0)P 0 , 0 a
满足抗压强度要求。
-
18
校核洪水位时强度校核2：
y d T W 6 T 2 W 122 .2 .2 83 8 6 9 2 1 3 .2 2 8 8 .87 8 5 5.9 8 3 K 7 0 P 8a 0 (K 0)P 0 , 0 a
满足抗压强度要求。
-
19
五，重力坝非溢流坝段剖面图CAD展示图