为什么重力坝趋于实体化

重力坝的原理特点重力坝是一种主要由混凝土构成的重力式水坝，其主要原理是利用坝体自身的重力来承受大坝所受的水压力以及地面和水力的冲击力，并将这些力传递到坝基，从而稳定地将水体拦截在坝前。

重力坝的主要特点如下：1.借助自重：重力坝的主要特点是通过坝体自身的重力来抵抗承受的水压力和冲击力，从而稳定地拦截水体。

因此，重力坝具有较好的抵抗洪水和地震的能力。

2.过渡坝肩：重力坝的上部有一条过渡坝肩，这是由于上部坝体中的水压力较小，为了节省材料和降低造价，设计了一个较窄的过渡坝肩。

过渡坝肩的设计需要根据坝型的特点和承压的水位来确定。

3.坝底厚度：为了确保坝体的稳定和承压性能，重力坝的坝底要足够厚。

坝底的厚度根据工程的需要来确定，一般情况下，需要考虑坝体受到的水压力、地震力和坝基的稳定性等因素。

4.坝体截面形状：重力坝的截面形状一般为三角形或梯形。

这种形状可以减小坝体顶部和底部的面积，进一步减小了坝体的自重，并减轻了坝基承载的压力。

5.可变坝身：在设计重力坝时，可以采用可变坝体的方式。

即坝体底部较宽，逐渐变窄向上，这样可以减小坝体的重量，提高坝体的稳定性。

6.坝体均匀分布：重力坝控制时，坝体内的混凝土应均匀分布，以保证坝壳的连贯性和整体性。

在浇筑过程中，需要控制混凝土的蓄积，以避免内部应力的集中。

7.附加结构：为了进一步增强重力坝的稳定性，还可以在坝体和坝基之间添加一些附加结构，如坝杆、坝肩等。

这些附加结构可以提高重力坝的整体强度和刚度，提高坝体的抗震性能。

总之，重力坝利用自身的重力来稳定地拦截水体，具有较好的抗洪、抗震和耐久性能。

但是，重力坝的建造成本较高，占用土地面积较大，所以在地质条件较好且坝址条件合适的情况下才适合建设。

重力坝特点引言重力坝是一种常见的水利工程建筑物，其设计理念基于重力原理，可有效地抵抗水压力和其他外力的作用。

本文将探讨重力坝的特点和设计原则，并对其优点和局限性进行分析。

重力坝概述重力坝是一种以重力作为主要稳定形式的水坝。

它依靠坝体的自重来抵抗水压力，通过增大坝体的体积和改善河床地基来提高稳定性。

重力坝的设计考虑了多种因素，如水压力、地震力、沉降和滑动等。

重力坝的特点以下是重力坝的一些主要特点：1. 坚固稳定重力坝的主要特点是其强大的抵御水压力和其他力的能力。

由于其大坝体积较大、自重较大，它能够稳定地承受来自水压力的力量，确保坝体的完整性。

2. 相对简单的设计和施工重力坝相对于其他类型的坝来说，设计和施工相对简单。

坝体结构较为简单，不需过多复杂的工程方法。

这使得重力坝成本相对较低，适用于各种规模的水利工程。

3. 较少的维护需求由于其稳定性和坚固性，重力坝通常需要较少的维护工作。

这减少了运行和维护成本，并使得其成为一种可靠的选择。

4. 应用广泛重力坝在世界范围内是最常见的水坝类型之一。

无论在小型还是大型水利工程中，重力坝都被广泛采用。

其简单的设计和施工使得它在各种地理条件下都适用。

5. 可调性强重力坝具有较高的可调性。

通过改变坝体的高度和宽度，可以适应不同的场地和工程要求。

这种可调性使得重力坝能够应对各种水利工程的需求。

重力坝的设计原则设计重力坝时，需要考虑以下原则：1. 稳定性重力坝设计的首要原则是确保其稳定性。

通过增加坝体的自重、合理布置坝体的集中力和改善地基地质条件，可以提高重力坝的稳定性。

2. 抗风性重力坝的设计也需考虑其抗风能力。

通过减小坝体顶部的横截面积和采用合适的坝体形状，可以减少风对坝体的作用力，增加其抗风能力。

3. 导流和溢流能力重力坝的设计需确保其具备良好的导流和溢流能力。

通过合理布置溢流堤段、控制溢流点的高程和增加导流通道等措施，可以提高重力坝的排洪能力。

4. 坝体的抗震性考虑坝体的抗震性是重力坝设计的重要方面。

第3节重力坝的稳定分析重力坝是一种常见的水利工程结构，广泛应用于水电站、灌溉渠道和排水系统等领域。

稳定性是设计和构建重力坝时必须考虑的重要因素之一。

本文将介绍重力坝的稳定性分析方法，以帮助读者更好地理解和应用在实际工程中。

一、稳定性分析的基本原理重力坝的稳定性分析是指通过力学的方法来评估坝体在受到水流、地震和土体压力等外力作用下的稳定性。

其基本原理是根据力的平衡和破坏准则对坝体进行分析。

稳定性分析的结果直接关系到坝体是否能够保持安全稳定，因此是设计中至关重要的环节。

稳定性分析通常包括静力分析和动力分析两个方面。

静力分析主要考虑坝体受到静水压力的作用，以及坝体自重和地震力等因素。

动力分析则关注坝体在地震和水流等动力荷载作用下的响应和变形。

二、静力分析方法1. 基本假设静力分析方法的基本假设是坝体在静水压力下处于静力平衡状态。

在分析中，可以假设坝体为刚体，计算坝顶的受力和坝底的抗力，以确定坝体的稳定性。

2. 受力计算在静力分析中，需要计算坝体所受的静水压力。

静水压力由上游水体的水位、坝体几何形状和水的密度决定。

通过计算坝顶的受力和坝底的抗力，可以确定坝体的受力情况。

3. 稳定性评估稳定性评估主要考虑坝体所受力矩和抗力矩之间的平衡关系。

如果受力矩大于抗力矩，坝体就会发生倾覆或滑移等破坏形式。

因此，需要通过计算力矩的大小来评估坝体的稳定性。

三、动力分析方法1. 地震力分析地震是重力坝的重要设计参数之一，也是动力分析的关键内容之一。

地震力分析需要考虑地震的频率和幅值，以及坝体的响应特性。

通过建立地震波模型和采用动力计算方法，可以得到坝体在地震作用下的响应和变形情况。

2. 水动力分析水动力分析主要考虑坝体在水流作用下的稳定性。

水流作用会对坝体施加水平力和垂直力，产生坝体的变形和振动。

通过建立水动力模型和采用数值计算方法，可以预测坝体的响应和变形情况，进而评估坝体的稳定性。

四、稳定性分析的实际应用稳定性分析方法在实际工程中有广泛应用。

混凝土重力坝水平位移的数学模型及其变化规律
混凝土重力坝的水平位移可以使用弹性理论进行建模。

该数学模型基于以下假设：
1. 混凝土重力坝是均匀、各向同性的弹性体。

2. 历史变形和静力效应已达到稳定状态。

3. 坝体受到的荷载是静力作用。

根据弹性理论，混凝土坝的水平位移可以通过以下方程表示：
δ = (P₁*L)/(2*A*E*I) + (P₂*L^2)/(2*A*E*I)
其中：
- δ是坝体水平位移；
- P₁是坝顶荷载；
- L是坝长；
- A是坝的横截面面积；
- E是混凝土的弹性模量；
- I是坝截面的惯性矩；
- P₂是坝顶力矩（扭矩）。

由于混凝土的弹性模量、横截面惯性矩和荷载的分布位置会随着时间和外界条件的变化而变化，因此坝体水平位移也会随之改变。

混凝土重力坝的水平位移变化规律主要受以下因素影响：
1. 荷载变化：随着水位变化、降雨等因素，坝体所受到的荷载会发生变化，从而导致水平位移的变化。

2. 温度变化：混凝土材料具有热胀冷缩的特性，当环境温度发生变化时，混凝土重力坝可能会产生热胀冷缩引起的水平位移。

3. 施工和维护：坝体施工和维护操作的误差、不均匀的荷载分布，以及不当的维护行为等因素也会导致水平位移的变化。

4. 地震效应：地震会引起坝体受力的剧烈变化，从而导致水平位移的瞬时变化。

总之，混凝土重力坝水平位移的数学模型和变化规律受到多种因素的影响，需要综合考虑各种因素并进行适当的工程设计和监测，以确保坝体的稳定和安全。

重力坝的构造及作用
重力坝是一种土木工程，一般由拱坝、围坝和建筑物（发电厂、坝顶机房等）构成。

重力坝是将水位调节器下方的水位控制在某一水位限以内，利用水堆成高位泗，通过改变
坝顶机房内水体经由坝体及安排配管发放到水平线上。

使用重力坝，其表面利用陡而深的
河流，将水位及流速大大提高，水流堆积的功率也将大大增强，成为一种有用的水力发电
设备。

重力坝的建造及其作用十分明显、现实。

首先，重力坝的建造会在动力、道路、农业
等区域都产生经济效益的增强。

建造重力坝时需要一定量的材料，这些材料都是国家有价
值的资源，增加重力坝的建造能够带来财政收入。

其次，重力坝能够有效控制水位，降低
在上游膨胀和洪水等灾害的影响，从而使得以上述区域的安全程度大大提高。

此外，重力
坝还能够给当地居民提供可持续、可靠的供水、供电等方面的服务，为当地社区的发展及
促进当地产业的发展提供了很大的便利，充分调动了劳动力的生产积极性。

同时，重力坝也存在着一定的缺点，如比较孤立的环境和一定的鸟类和其他野生动物
损失。

当建造重力坝时会存在挖掘和露天工程污染和植被破坏等影响，因此需要在建造重
力坝的同时考虑自然环境的问题，与自然和谐共处，不断减少重力坝建造的破坏性及缺点。

名词解释重力坝重力坝是一种常见的水利工程建筑，是指由混凝土等材料制成的大型坝体，用于拦截河流水流并积累水能，是水电站的主要组成部分。

以下将从定义、构造、特点和应用等方面对重力坝进行介绍。

一、定义重力坝是由混凝土等材料构成的大型坝体，其主要特点是坝体自重成为防洪和固土的基本保证。

其横断面呈三角形、梯形或圆弧形，下部较宽，上部较窄。

二、构造重力坝的构造主要由以下几个部分组成：1.坝墙：是坝体的主体结构，负责承受水压力和坝体重量。

坝墙通常由连续的混凝土墙体组成，其底部焊接蛇形钢条，以增强坝体的稳定性。

2.泄洪道：负责坝体的控制洪水，防止坝体崩塌。

泄洪道通常位于坝体中央或附近，其主要部分为凸缘闸门或波形闸门。

3.坝顶：是重力坝的顶部，通常用于放置一些机械装置或人工设施。

坝顶上通常有测量或监测设备，以便监测坝体的运行状况。

三、特点1.稳定性高：重力坝体重较大，地基反力小，能承受较大的水压力，在防洪和固土方面具有很高的稳定性和抗洪能力。

2.施工周期长：由于坝墙需要通过混凝土浇筑进行建造，因此重力坝的施工周期长，一般需要数年时间才能完工。

3.施工成本高：重力坝坝墙体积大，需要大量混凝土等材料，因此建造成本较高。

四、应用重力坝广泛应用于水力发电站、灌溉工程、防洪工程和供水工程等领域。

水力发电站利用重力坝积累水能、控制水流，以驱动水轮发电，是常见的水电站形式。

灌溉工程和供水工程利用重力坝控制水流和积水，为农业和城市供水提供了可靠的保障。

在防洪工程中，重力坝通过拦截河流流量和积存水量，保护周边的平原地区，防止洪水灾害的发生。

总之，重力坝是一种重要的水利工程建筑，具有较高的稳定性和抗洪能力，广泛应用于水力发电站、灌溉工程、防洪工程和供水工程等领域。

重力坝的实测坝踵应力及原因分析王志远(国家电力公司电力自动化研究院大坝及工程监测研究所,南京210003)收稿日期:2000210219。

(上接本刊2001年第1期第6页)414　国外重力坝坝踵应力实例41411　美国方坦那重力坝美国方坦那重力坝(Fon tana )建成于1944年,最大坝高146m 。

该坝实测应力与设计应力有很大区别。

一是纵缝二侧应力呈不连续分布,二是不论蓄水前后甲块坝踵的压应力实测值比设计值大的多。

蓄水前上游坝面处实测值比设计值大2M Pa 左右,蓄水后最大值自坝面稍向下游移动,最大值仍比设计值大2M Pa 左右[2]。

41412　美国海瓦西重力坝图1为海瓦西坝从1940年6月1日～1943年9月1日该坝蓄水前后坝基面垂直应力分布。

由图可见,实测值要比设计值大得多。

坝踵处不论蓄水前后实测压应力要比设计应力大1.2M Pa 左右[2]。

图1　海瓦西坝的实测垂直正应力Ρy41413　俄国萨扬舒申斯克拱坝 重力坝萨扬舒申斯克水电站重力拱坝高242m ,应力计算表明,大坝上游表面有1M Pa 左右的拉应力。

为了担心库水渗入坝内,大坝技术设计中规定,在大坝上游面下部应设置防渗层,所需费用约50万卢布。

全苏水工科学研究院的室内试验表明,混凝土试件因湿涨引起变形达200×10-6至400×10-6,在受约束时产生的附加压应力在1M Pa ～7M Pa 之间(由水头确定)。

继而在萨扬舒申斯克水电站坝踵离上游面不同距离处埋设了专门的湿度计。

1978年10月水库蓄水后,以蓄水时的混凝土湿度作为基准测出坝踵表面混凝土含水量增加值如图2。

自蓄水后至1981年春,库水位较在仪器埋设高程处抬高了88m ,实测成果表明,水库蓄水后1年～1.5年期间,上游坝面混凝土含水量增加相当大,达1.5%,以后尽管库水位再增高,也未发现含水量有何变化。

图2　蓄水后坝体上游面含水量的变化根据现场进行的混凝土弹模试验,并进行室内试验确定混凝土线湿涨系数,确定湿涨变形与含水量的关系,再考虑了混凝土的徐变,由此计算出上游坝面的湿涨压应力达-1.77M Pa 。

重力坝拱坝土石坝的区别有哪些？答；重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。

重力坝的工作原理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引起的拉应力来满足。

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。

2.按作用不同分为: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。

重力作用较为显著的拱坝。

一般情况下重力拱坝常建筑于较宽的河谷，其厚度较大，厚高比常在0.35以上。

重力拱坝形式随河谷形状而异（见图）。

对较宽的U 形或梯形河谷，常采用定中心定半径拱坝,与重力坝接近。

对较宽的V形河谷常采用变中心变半径拱坝（即双曲拱坝）。

重力拱坝在拱坝中属较厚实的一种坝型。

它的主要优点是：①兼有拱坝及重力坝的优点，安全性较高，对抗御超标准洪水或意外荷载潜力较大；②便于在坝体内布置泄水孔及坝顶溢流;③便于在坝下游面设置厂房;④坝体应力及渗透压力比降较低；⑤有时为适应地形、地质上的需要，还可调整体型结构，降低坝基应力，以满足坝址地质要求。

如美国胡佛坝地质差，要使221m的大坝最大坝基应力控制在3MPa 以下，才采用了这种坝型。

重力拱坝的应力及稳定分析方法与拱坝相同，因坝体厚度较大，温度及渗透压力对坝体影响较大，一般应予考虑。

由于重力拱坝主要依靠梁的作用即以重力作用为主，故稳定问题显得更重要。

土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。

当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。

土石坝是历史最为悠久的一种坝型。

近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。

目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。