水工建筑物课件重点.docVIP

重力坝 两种情况的分析： 当岩基条件好，透水性极小时，有些工程只设排水孔幕； 当岩基裂隙充填物能被渗透坡降大的渗流淘刷带走，有些工程只设灌浆防渗帷幕。 坝工设计中“上堵下排”的思想 若坝的迎水面倾斜，波浪的反射作用将减弱。通常认为，当坝面与水平面的交角大于45°时，可按坝面为铅直时考虑；小于45°时，则应按斜坡上的波浪考虑（需考虑爬高）。 一般情况下，水工建筑物抗震设计应考虑的地震作用为： 建筑物自重和其上荷载所产生的地震惯性力； 地震动土压力； 水平向地震作用的动水压力。 建筑物自重和其上荷载所产生的地震惯性力 坝基面抗滑稳定分析 摩擦公式（抗剪强度公式） 剪摩公式（抗剪断强度公式） 提高坝体抗滑稳定性的工程措施 （1）上游坝面倾斜，利用水重增加稳定。 （2）坝基开挖成倾向上游或设齿墙。 （3）抽水排水措施。 （4）地基加固，包括灌浆、断层和软弱夹层的处理。 （5）预应力锚固措施。 重力坝的应力分析 材料力学法基本假定 1）坝体砼为均质、连续、各向同性的弹性材料； 2）视坝段为固接于地基的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响；各坝段独立工作，横缝不传力。 3）假定坝体水平截面上的铅直正应力按直线分布。 故为消除拉应力，n值不宜太大，因此上游面一般接近铅直。 考虑扬压力所求得的正应力 是作用在材料骨架上的有效应力，而微元面的总应力即等于有效应力加扬压力。 重力坝设计规范规定的强度指标。 （1）坝基面 运用期：坝踵垂直应力不出现拉应力；坝趾垂直应力小于坝基容许压应力； 施工期：坝趾垂直应力允许有小于0.1MPa拉应力； （2）坝体应力 运用期：坝体上游面垂直应力不出现拉应力；坝体最大主压应力不应大于砼的允许压应力； 施工期：任何截面主压应力不应大于砼的允许压应力；坝体下游面，允许有不大于0.2MPa的主拉应力 地基与坝体刚度不宜相差太大，坝踵附近地基的变形模量不宜太高。 坝体外部弹模愈大，坝踵附近愈易产生拉应力。 工程经验：上游坝坡系数n=0～0.2，下游m= 0.6～0.8，坝底宽约为高的0.7～0.9倍。 水头越高，孔口面积越大，问题也愈多，故一般都不用深式泄水孔作为主要的泄洪建筑物（仅作辅助泄洪） 温度控制措施 （由于稳定温度受大气影响不易控制，一般只能靠下列措施） 降低入仓温度：预冷骨料和加冰拌和、采用低热水泥或用其他措施减少水泥用量等。 降低水化热温升：用冷却水管初期冷却、减小浇筑层厚度等。 提高砼的浇筑质量和抗裂性能。设置横缝和纵缝。加强砼表面养护和保护。 在重力坝设计中，一般均进行专门的温控计算（温度场）或类比分析提出温度控制标准及防裂措施，而不象其他荷载（如水荷载）一样考虑温度荷载。 其原因为：砼徐变等问题尚未很好解决，计算温度应力较为困难；在施工期已采取了温控措施；在运用期温度的影响仅限于坝体表面附近。 重力坝的地基处理 开挖清理、固结灌浆、防渗帷幕灌浆、钻孔排水、软弱破碎带和软弱夹层的专门处理。 （1）开挖清理 目的是使坝体座落在稳定、坚固的地基上。 （2）固结灌浆（浅孔低压） 目的是提高基岩的整体性、弹模和强度，降低地基的透水性。 （3）帷幕灌浆（深孔高压） 目的是降低坝底扬压力、减少坝基渗漏量、防止坝基内产生机械或化学管涌。 重力坝的优点： （1）安全可靠。其剖面尺寸大，应力较低，坝体材料强度高，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震等的能力比较强。其失事率较低。 （2）枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以作成溢流的，也可以在坝内设置泄水孔。 （3）对地形、地质条件适应较强。原因：坝体作用于地基面的应力不高。 （4）结构作用明确（坝体由横缝分为若干坝段），应力分析及稳定计算均简单，施工方便。 重力坝的缺点： （1）坝体剖面尺寸大，水泥用量多。 （2）坝体应力低，材料强度不能充分发挥。 （3）坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利。 （4）坝体体积大，施工期温度应力较大，对砼温度控制的要求较高。 拱坝 坝体的稳定主要依靠两岸拱端基岩的反力作用，并不全靠坝体自重来维持。坝体稳定主要依靠拱端反力维持稳定。对地质条件要求较高（特别是两岸岩体），因为拱坝的安全取决坝体抗压、两岸岩体的支撑作用等。拱坝是一种具有（周边固定）高度超静度的超静定结构，拱坝的超载能力可达4～11左右。 宽高比（L/H）——河谷形状，厚高比（δ/H）——拱坝厚薄 一般在L/H1.5可建薄拱坝，δ/H0.2； 在L/H=1.5～3.0的稍宽河谷，可建中厚拱坝，δ/H=0.2～0.35； 在L/H=3.0～4.5的宽河谷，多建厚拱坝（即重力拱坝），δ/H0.35； 而在L/H4.5的宽浅河谷，拱的作用已经很小，一般都建其他形式的坝。 双曲与单曲拱坝相比的优点： 1