水利工程概论要点_大坝安全监测培训班.ppt

4. 我国水资源开发利用中存在的问题 （2）利用效率不高，损失浪费严重 （3）水资源过量开采后果堪忧 三、 水工建筑物—hydraulic structure 2. 水工建筑物的特点 §3 河川水利枢纽对环境的影响 一、物理影响 二、生态影响 四、重力坝的荷载及组合 2. 荷载组合 作用在重力坝上的各种荷载，除坝体自重外，都是在一定范围内随机出现的。如： 上游水位、下游水位不断变化； 宣泄最大洪水时，不一定发生强烈地震； 封冻时，存在静冰压力，就不会有风浪压力，等等 因此，设计时应把各种荷载根据它们出现的概率，合理地组合成不同的情况，用不同的安全系数进行核算，以解决安全和经济之间的矛盾。 把荷载分成两类： （1）基本荷载：出现概率较大的荷载（base load） （2）特殊荷载：出现概率较小的荷载（special load） 基本荷载： （1）坝体及其永久设备的自重 （2）正常蓄水位或设计洪水位的静水压力 （3）正常蓄水位或设计洪水位的扬压力 （4）泥沙压力 （5）正常蓄水位或设计洪水位的浪压力 （6）冰压力 （7）土压力 （8）相应于设计洪水位的动水压力 （9）其他出现机会较多的荷载 特殊荷载： （10）校核洪水位时的静水压力 （11）校核洪水位时的扬压力 （12）校核洪水位时的浪压力 （13）相应于校核洪水位的动水压力 （14）地震压力 （15）其他出现机会很少的荷载 荷载组合有两种： （1）基本组合（设计情况）—水库处于正常运用情况下可能发生的荷载组合，由基本荷载组成 （2）特殊组合（校核情况）—水库处于非常运用情况下可能发生的荷载组合，由基本荷载+一种或几种特殊荷载组成 1. 抗滑稳定分析 （1）沿坝基面抗滑稳定 2. 应力分析 应力分析部分成果（1） 一、拱坝的工作原理 二、拱坝的工作特点 五、拱坝的温度荷载 一、土石坝的特点 二、土石坝的工作条件 七、土石坝的裂缝 与前两个阶段相比，新型面板堆石坝的改进处： 二、特点 1、封拱温度 拱坝建成并经过充分冷却后，当施工期混凝土产生的水化热已经基本散尽、坝体混凝土温度趋于相对稳定时，对坝体各施工缝进行灌浆，使各坝块固结形成整体，称为封拱。相应的混凝土温度称为封拱温度。 2、拱坝的温度荷载 指拱坝封拱形成整体后，在上下游水温、气温周期性变化的影响下，坝体内产生相对于封拱温度的温度变化所引起的荷载，称为拱坝的温度荷载。 三部分： 均匀温度变化 沿坝厚的温度梯度变化 非线性温度变化 温度荷载对坝体应力和稳定的影响 因此，温降对坝体应力不利；温升对坝体稳定不利。 当坝体温度低于封拱温度（温降）时，坝轴线收缩，使坝体向下游位移，产生的弯矩、剪力的方向与水库水压力所产生的相同，但轴力方向相反，结果是拱端上游面受拉、下游面受压，在拱冠则上游面受压、下游面受拉。 当坝体温度高于封拱温度（温升）时，坝轴线伸长，使坝体向上游位移，产生的弯矩、剪力的方向与水库水压力所产生的相反，但轴力方向相同，结果是拱端上游面受压、下游面受拉，在拱冠则上游面受拉、下游面受压。 (1) 筑坝材料就地取材。可节省大量钢材、水泥、木材等。 (2) 适应地基变形能力强。土石体是散粒体结构，对地基的要求比混凝土坝低。 (3) 施工方法选择灵活性大。能适应不同的施工方法，且工序简单、施工速度快、易保证质量。（人工?机械化） (4) 结构简单、造价低廉、运行管理方便、工作可靠，便于维修加高。 缺点： (1) 坝顶不能溢流，通常需另开溢洪道。 (2) 施工导流不便，增加了工程造价。 (3) 坝体断面大，土料填筑的质量受气候影响，给施工带来困难。 土石坝由散粒体材料填筑而成，其剖面一般呈梯形。 土石坝的失稳一般是坝坡滑动或坝坡连同地基一起滑动的剪切，这是土石坝特有的。 (1) 渗流问题 土石坝在挡水后，在上下游水位差的作用下，坝体、坝基会有一系列的问题需要考虑： 水流经过坝身与坝基的结合面、坝体土与混凝土的结合面，易产生渗漏。 坝体内形成自由面，饱和区的土体有效重量减轻，土的强度（内摩擦角和凝聚力）减小 渗透动水压力增大了下游坝坡的滑动可能性。当库水位骤降时，易引起上游坝坡的失事。 在渗流的出口处，易引起渗透变形，严重时会导致坝的失事。 (2) 冲刷问题 土颗粒间的粘结力很小，抗冲能力很低： 雨水侵入坝体，会降低坝的稳定性；沿坝坡下流会冲刷坝面。 库内风浪会淘刷坝坡，易引起滑坡。 (3) 沉降问题 土粒间存在孔隙，在坝体自重和水荷载作用下，坝体和坝基都会因压缩而产生沉降。 过大沉降：会导致坝顶高程不足。 过大不均匀沉降：会导致坝体开裂，形成渗水通道，威胁大坝。 (4) 其他问题 严寒地区，库面的冰盖层与坝坡、岸坡冻结在一起，