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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。
扬压力对坝体稳定不利. 见图2.4为减小扬压力需采取工程措施：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2.5.图2.4 无防渗排水措施时坝底扬压力分布图2.5有防渗排水时坝底扬压力分布规范规定：河床坝段：α=0.2～0.3岸坡坝段：α=0.3～0.4需要指出：原型观测资料表明：扬压力因受泥沙淤积的影响随时间延长而减小，对稳定有利。
坝体内扬压力:坝体混凝土也具有一定的渗透性,在水头作用下,库水仍然会从上游坝面渗入坝体,并产生扬压2.6.力,见图4、动水压力溢流坝泄水时，溢流面上作用有动水压力，其中坝顶曲线段和下游直线段上的动水压力较小，可忽略不计。
—§1-2 重力坝上的作用一、作用及其分类Ø作用：通常指对结构产生效应(内力、变形等)的各种原因的总和。
可分为直接、间接作用。
•直接作用：施加在结构上的外加力。
如集中力、 分布力•间接作用：使结构产生外加变形或约束变形的原因如地震作用、温度作用Ø作用效应：结构对外界的响应，即结构受到作用后所产生的内力、变形和振动等(如轴力、弯矩、位移、挠度、 裂缝和结构动力响应等)。
•按其随时间的变异分为：1.永久作用：设计基准期内量值不随时间变化，或 其变化与平均值相比可忽略的作用。
如结构及永久设备自重、土压力、淤沙压力、地应力、预应力 2.可变作用：设计基准期内量值随时间变化的作用如：静水压力、扬压力、动水压力、浪压力、冰压力、冻胀力、 温度作用3.偶然作用：设计基准期内出现概率很小，一旦出 现，其量值很大且持续时间很短的作用。
如：地震作用、校核洪水位时的静水压力等作用点、分布规律】【作用点、分布规律】二、作用计算【二、作用计算•坝体自重、上下游水压力、扬压力、浪 压力、泥沙压力、地震力、冰压力等。
（一）坝体自重坝体及附属永久设备的重量。
是维持重力坝稳定的主 要荷载，由坝的体积和材料重度计算确定。
较大孔洞应扣除，永久固定设备的重量应计入。
(二）静水压力按水力学原理计算，沿坝面积分，可分解成水平和 垂直两部分。
(三）扬压力包括：渗透压力(U2 )和浮托力 (U 1)两部分。
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。
1.坝基面扬压力(1)无防渗排水措施的情况(2)有防渗排水措施的情况:α=0.25岸坡坝段:α=0.352.坝体内部扬压力= 0.2α3(四）浪压力 波浪要素：波高2h l 、波长2L l 、波浪中心线超出静水面高度h 01.波浪要素计算( 经验公式)(1)官厅水库公式<与课本表达式不同> V f为计算风速、D 为风作用于水域的长度 适用于V f =<20m/s 、D <20 km 的内陆峡谷水库。
重力坝构造的原理
重力坝是一种建筑结构，基于重力原理而设计。
其基本原理是利用坝体自身的重量来抵抗水压力，从而稳定地阻挡水流。
重力坝由大块的混凝土或石块构成，通常呈三角形或梯形的形状。
坝底较宽，逐渐向上收缩，顶部较窄。
坝体底部通常加入泄洪孔和泄水闸门，用于控制水位和洪水排放。
重力坝的工作原理可以描述如下：
1. 自重作用：重力坝由厚重的混凝土或石块构成，这些材料本身具有较大的质量和重量。
这些重物通过自身的重力效应使坝体保持稳定，防止水流对坝体施加的上游和下游水压力使其倒塌。
2. 反力作用：坝体以基础为支撑点，通过受到的水压力产生的反力来保持平衡。
水流对坝体施加的压力将被坝体的自重通过基础传递到地面上，地面上的地基承受这部分压力，从而保持稳定。
3. 水密性：重力坝的斜面通常非常陡峭，这种设计可以减小水压力对坝体的影响，因为坝体与水的接触面积较小。
同时，重力坝通常使用层叠的混凝土构建，以增加整体结构的密封性，减少水渗透。
重力坝是一种简单且可靠的建筑结构，适用于中小型水库和河流的水电站。
然而，它也有一些局限性，如对基础地质条件的要求较高，施工成本较高等。
重力坝的工作原理
重力坝是一种常见的水利工程结构，它的工作原理基于重力和物体稳定性的原理。
重力坝主要依靠自身的重量来承受水压力，并通过将这些压力传递到地基来保持其稳定性。
重力坝一般是由混凝土或大型石块等材料建造而成，通过筑坝来阻塞水流。
当水流经过坝体时，由于重力的作用，坝体对水流产生了阻碍作用。
这种阻碍作用使水流高度上升，从而形成了水库。
重力坝的工作原理主要可以概括为以下几个方面：
1. 抵抗水压：水压是指水体由于重力作用而产生的压力。
重力坝能够通过自身的重量来抵抗水压力，从而保持坝体的稳定性。
具体来说，坝体越重，所能承受的水压力就越大。
2. 平衡作用：重力坝是一个通过重力平衡来稳定自身的结构。
坝体上方的水压会通过重力传递到坝基，使坝体受力均衡，从而保持整个结构的稳定。
为了提高重力坝的稳定性，常常会在坝体内部设置一定数量的加固物，如钢筋混凝土墙等。
3. 溢流控制：重力坝通常会建在河道上，以形成水库。
当水位上升到一定程度时，超过坝顶高度的水会自动溢流，并通过坝体把溢流水流导入下游。
这样可以有效控制水库的水位，防止洪水泛滥。
4. 地基承载：地基是重力坝的支撑基础，承受着坝体的重量和
水力力。
为了确保坝体的稳定性，重力坝在设计和施工过程中会充分考虑地基的承载能力，采取加固措施，如在坝基周围设置岩石填料等。
总而言之，重力坝通过依靠自身的重量和地基的支撑来抵抗水压力，从而保持坝体的稳定性。
其主要工作原理是基于重力和物体稳定性的原理。
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。
扬压力对坝体稳定不利. 见图2.4为减小扬压力需采取工程措施：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2.5.图2.4 无防渗排水措施时坝底扬压力分布图2.5有防渗排水时坝底扬压力分布规范规定：河床坝段：α=0.2～0.3岸坡坝段：α=0.3～0.4需要指出：原型观测资料表明：扬压力因受泥沙淤积的影响随时间延长而减小，对稳定有利。
坝体内扬压力:坝体混凝土也具有一定的渗透性,在水头作用下,库水仍然会从上游坝面渗入坝体,并产生扬压2.6.力,见图4、动水压力溢流坝泄水时，溢流面上作用有动水压力，其中坝顶曲线段和下游直线段上的动水压力较小，可忽略不计。
