第三章_重力坝1-4节.ppt

水工建筑物;第三章 岩基上的重力坝 ;§3—5 重力坝的渗流分析 §3—6 温度应力、温度控制和裂缝防止 §3—7 重力坝的剖面设计 §3—8 重力坝的极限状态设计法 §3—9 重力坝的抗震设计;§3—10 泄水重力坝 §3—11 重力坝的地基处理 §3－12 重力坝的材料及构造 §3－13 碾压砼重力坝 §3－14 其他型式重力坝;一、重力坝的工作原理和特点 ; （3）基本剖面呈三角形。 （4）平面上，坝轴线通常呈直线，有时也布置呈折线或曲率不大的拱向上游的拱形。 （5）用横缝（1-2cm）将坝体分隔成若干个独立工作的坝段，见图3–1。 （6）靠近坝踵设防渗帷幕，帷幕后设排水孔，见图3-2。图3-3为三峡水利枢纽工程布置图。;; 优点：; 优点：; 优点：; 优点：; 缺点：;二、重力坝的类型;;;;三、重力坝的设计内容; 5.地基处理。进行地基的防渗、排水、断层软弱带的处理等。 6.溢流重力坝和泄水孔的孔口设计。包括：堰顶高程、孔口尺寸、体形及消能、防护设计等。 7.监测设计。坝体内部和外部的观测设计，制定大坝的运行、维护和监测条例。;四、重力坝的建设情况;★50年代首先建成了高105m的新安江和高71m的古田一级两座宽缝重力坝。 ★60年代建成了高97m的丹江口宽缝重力坝和高147m的刘家峡重力坝。 ★70年代建成了黄龙滩、龚嘴重力坝。 ★80年代建成了高165m的乌江渡拱型重力坝和高107.5m的潘家口低宽缝重力坝等。 ★90年代建成的有故县、铜街子、岩滩、水口、宝珠寺、漫湾、五强溪、万家寨等重力坝。1994年12月正式开工兴建的长江三峡水利枢纽重力坝，坝高181m，2003年7月第一台机组已经并网发电。;3.2 重力坝的荷载及其组合 ;●作用分为： 永久作用：不随时间变化的，如 自重、土压力等； 可变作用：随时间变化的，如 水荷载、温度作用等； 偶然作用：偶然发生的，如 地震、校核水位下的水压力等。 ●为了与工程界习惯一致，除地震作用和温度作用外，其他作用可用外力来代表，则直接称为荷载。 ; 重力坝承受的荷载与作用主要有： ⑴自重（包括固定设备重） ⑵静水压力 ⑶扬压力 ⑷动水压力 ⑸???压力 ⑹泥沙压力 ⑺冰压力 ⑻土压力 ⑼地震作用 ⑽温度作用 ⑾风作用 ;1.自重 G=V*γc;2.静水压力;;3.扬压力 （1）坝底扬压力 原因:①上下游水位差；②砼、岩石都是透水材料。 包括两部分: ①浮托力；②渗透压力。 α—扬压力折减系数。 《水工建筑物荷载规范》（DL5077－1997）规定： 河床坝段:α=0.2～0.25； 岸坡坝段:α=0.3～0.35 （2）坝身扬压力 坝身排水管折减系数:α3=0.15～0.2 ;; 选取坝基扬压力折点位置考虑： （1）帷幕灌浆廊道设置在坝踵附近距上游坝面0.05～0.1倍作用水头、且不小于4～5m。 （2）廊道一般宽为2.5～3.0m，高为3～4m，底面距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度。 （3）排水孔与防渗帷幕下游面的距离，在坝基面处不宜小于2.0m。排水孔幕略向下游倾斜，与帷幕成10～15°交角。; 选取坝体扬压力折点位置考虑： 检查排水廊道多为城门洞型，最小宽度1.2m，最小高度2.2m，至上游面距离应不小于0.05～0.07倍水头，且不小于3m。坝体排水管至上游面的距离，一般要求不小于坝前水深的1/10～1/12 。;4.动水压力;;计算假定： （1）水流为匀速流，动水压力分布亦均匀，取 V1＝V2＝V； （2）不计水重W，侧面水压力F1和F2。 根据动量冲量原理：单位时间内物体动量的增量等于该物体所受外力的合力。即反弧段上总水平分力和垂直分力为： ;式中 PH，PV——总动水压力的水平和铅直分量，kN； α1，α2——反弧最低点两侧弧段所对的中心角，°； q——单宽流量，m3／(s·m)； γ——水的容重，kN／m3； g——重力加速度，m／s2； V——水的流速，m/s。 合力作用点：可近似地取在反弧中点。;5.波浪压力 ■成因:空气流动，带动水体，形成波浪。 ■波浪三要素：波高为hl，波长为L，波浪中心线高于静水