混凝土重力坝.doc

1.重力坝的工作原理及特点是什么？具有那些优缺点？工作原理及特点：1 依靠自重产生抗滑力来满足稳定要求。依靠自重产生坝踵压应力抵消水压力产生拉应力满足强度要求结构为固结于地基上的变截面悬臂梁，把水压力作用传向地基。优点： 地形地质条件适应性强 枢纽泄洪问题容易解决，布置紧凑 结构作用明确，安全可靠耐久，维修量小 便于施工导流 施工方便缺点： 坝体剖面尺寸大，材料用量多 坝体应力较低，材料强度不能充分发挥 坝体与地基接触面积大，扬压力大不利稳定 体积大施工期温度控制工程量大重力坝按高度、材料、泄水条件及坝体剖面结构各分为哪几类？按建筑材料分：浆砌石、混凝土、碾压砼重力坝按坝高分：高坝 70m 中坝 70m坝高30m 低坝 30m按泄水条件分：溢流和非溢流重力坝按坝体构造分：实体重力坝 、宽缝重力坝（横缝宽58m占1/51/3）、空腹重力坝 重力坝的主要设计内容有哪些？剖面设计：参考已建工程拟定剖面尺寸稳定分析：验算坝体抗滑稳定应力分析：计算坝体应力满足强度要求构造设计：根据运用要求确定细部构造地基处理：设计地基防渗、排水、软弱带处理溢流重力坝及泄水孔口设计：堰顶高程、孔口尺寸、体形消能等大坝安全监测设计：变形渗流监测 制定运行维护监测条例作用在重力坝上的主要荷载包括哪些？荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、动水压力、波浪压力、地震作用等。5 什么是荷载组合？基本荷载组合、特殊荷载组合是指什么？各主要包括哪几类？荷载组合：根据工程运用实际条件，把各种荷载按其可能同时出现的机率进行叠加，形成不同的设计情况，称之为荷载组合。基本组合属设计情况或者正常情况，由同时出现的基本荷载组成。 包括：正常蓄水位情况、设计洪水位情况、冰冻情况特殊荷载属校核情况或者非常情况，由同时出现的基本组合或者一种或几种特殊组合组成。包括：校核洪水位情况、地震情况重力坝抗滑稳定分析抗剪强度公式、抗剪断公式及公式中符号的意义。抗剪强度公式-摩擦公式 基面水平 ： 基面倾向上游 W坝基面以上总铅直力 P坝基面以上总水平力 U为坝基面上的扬压力 f为坝体与基岩接触面间、抗剪断公式坝基面水平 ： 基面倾向上游： F、c坝体混凝土与坝基接触面间的抗剪断摩擦系数、凝聚力，A坝底面面积。 提高重力坝抗滑稳定性的工程措施有哪些？利用水重。抗剪强度参数较小将坝的上游面略向上游倾斜，利用坝面上的水重提高坝的抗滑稳定性。坝基面开挖倾向上游：基岩比较坚固时，可以开挖成锯齿状。 设置齿墙。基岩内有倾向下游的软弱面可在坝踵部位设齿墙，切断较浅的软弱面。 抽水措施。下游水位较高坝体承受的浮托力较大时 。加固地基。包括帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、软弱夹层的处理等。 横缝灌浆。将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆 预加应力措施。坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力重力坝应力分析方法主要有哪些？应力分析方法：型试验法：光测法和电测法 材料力学法：应用最广最简便，规范要求采用法，不考虑地基变形影响，铅直应力直线分布，坝底1/3应力与实际差异大。弹性理论的解析法：简单边界才有解弹性理论的差分法：边界适应性差弹性理论的有限元法：运用发展前景大材料力学法应力分析的基本假定是什么？坝体材料为均质、连续、各向同性的弹性材料。坝段为固接于地基上的悬臂梁，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。假定坝体水平截面上的正应力y，按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。材料力学法水平截面上的边缘铅直正应力计算公式及符号意义。水平截面上的铅直正应力y ：根据假定及偏心受压公式 上游其中 下游 式中：w为计算截面以上全部铅直力的和；M为计算截面以上全部荷载对截面形心轴力矩和B为计算截面的长度。材料力学法边缘应力计算公式的推导原理是什么？边缘微元体平衡条件莫尔圆重力坝运用期坝基面的铅直正应力的要求是什么？坝基面铅直应力y要求： 运用期：坝趾最大铅直应力y基岩允许应力；坝踵计入扬压力最小铅直应力y0。施工期：下游坝趾最大铅直拉应力y0.1MPa。重力坝上下游坝坡坡率常用值为多少？坝顶高程应如何确定？上游坝坡坡率n=00.2，常做成铅直或者上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.60.8；底宽约为坝高的0.7-0.9倍，一般0.85以下。坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游放浪墙顶高程应高于波浪顶高程放浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差h=h1+hz+hch1为累计频率为1时的波浪高度，hz为波浪中心线高于静水位的高度，hc为安全加高坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算，并取二者较大的：放浪墙顶高程=设计洪水位+h设放浪墙顶高程=校核洪水位+h校溢流坝泄水方式有哪些类型？特点是什么？泄水方式有：坝顶溢流和坝身泄水孔泄水P82表面溢流式：经济，泄流能力较大，又有较大的泄流潜力。坝身泄水孔：放水放水条件好，给水库运用带来很大的灵活，深水泄水孔还具有排沙、放空水库、导流等功能。溢流坝实用堰定型水头及下游反弧半径在设计中应如何选取确定？取值大小有何影响？顶部曲线：坝顶溢流常用WES实用堰大孔口溢流时堰顶下游采用射流曲线，上游采用椭圆弧曲线反弧半径R取值与下游消能结构形式和水流流速有关挑流消能时 R=(410)h 底流消能时R=(812)h反弧处流速小于16m/s取小值，流速大于25m/s取大值溢流坝顶设闸门与不设闸门时的堰顶高程如何确定？堰顶不设闸门时：堰顶高程=正常蓄水位堰顶设闸门时： 堰顶高程=正常蓄水位-闸门高度+(0.10.3m）重力坝深（身）式泄水孔的类型 作用及特点是什么？布置时应注意的要求是什么？按水流条件：坝身泄水孔可分为有压和无压按孔口高程：中孔和底孔按布置层数：单层和双层作用：辅助泄洪预泄库水，增大调洪库容，降低洪水位人防或检修放空水库排放泥沙下游供水施工导流特点：水头大流速高，体形轮廓影响大闸门在深水下，受力大，检修困难门体启闭机结构复杂止水易出问题（1）有压泄水孔：工作闸门布置在出口，关闭时孔内水压大，不利坝体应力及防渗。进口布置事故检修闸门。 （2）无压泄水孔：工作闸门布置在进口，闸后断面顶部升高，水面以上净空要求：矩形断面0.30.5倍水深，城门洞形拱脚以下0.20.3倍水深施工简单，干扰小什么是平压管、通气孔？他们的作用是什么（见P393）？布置在什么位置上？ 为了减小检修闸门的启门力，应当在检修闸门和工作闸门质检设置与水库连通的平压管，开启检修闸门前先在两道闸门中间充水，这样及可以在静水中启吊检修闸门。当工作闸门 布置在进口，提闸泄水时，门后的空气被水流带走，形成负压，因此在工作闸门后需要设置通气孔，在向两道闸门之间充水时需要将空气排出，为此，有时在检修闸门后也需设置 通气孔。平压管和通气孔l 平压管：向事故、检修闸门下游充水，到达闸门前后水压平衡l 检修闸门下游排通气孔，平压过程中排气和充气事故闸门、无压泄水孔工作闸门下游通气孔重力坝混凝土材料有哪些指标要求？坝体怎样进行防渗排水？布置时的要求是什么？强度等级C10、C15、C20、C25C60 龄期90天或180天抗渗性抗渗： W2 W4 W6 W8 W10坡降：内部 10 1030 3050 50抗冻性：抗冻级别F50、F100、F150、F200、F250、F300抗冲刷性：过流表面强度不低于C25抗裂性：采用低热水泥，合理分缝，采取温控措施抗侵蚀：环境水具有侵蚀性时采用抗侵蚀水泥骨料坝体防渗：永久横缝缝面为平面，设置止水，无键槽不灌浆。基岩较差：用沥青油毡或聚酯闭孔板预留12cm宽基岩良好：相邻坝段不留间隙。止水要求：高坝两道紫铜止水，中间沥青井；中低坝一道紫铜止水，一道橡胶或塑料止水止水下部伸入基岩0.30.5m，上部到防浪墙顶。临时横缝缝面设置键槽及灌浆系统，坝体温度接近稳定温度后灌浆封缝成为整体坝，增加抗滑稳定和抗震性。坝体排水管：作用：减小坝体扬压力要求：距上游坝面0.10.07倍水头，并大于2m。 无砂砼排水管间距23m，内径0.150.25m，重力坝地基处理方法包括哪些？1坝基开挖2固结灌浆3帷幕灌浆4坝基排水5断层、软弱层处理21坝基灌浆廊道构造尺寸设计要求有哪些？坝基灌浆廊道：城门洞形宽2.53.0m，高34m，底板距基岩大于1.5倍廊道宽，距上游坝面0.050.1倍水头大于45m，坡度45方便施工地基防渗：防渗：地基固结灌浆、帷幕灌浆。固结灌浆布置在应力较大的坝踵和坝址附近，以及节理裂隙发育和破碎带范围内，灌浆孔呈梅花状或方格状布置孔距、排距采用内插逐步加密的方法10-20m逐步加密到3-4m，孔深58m，帷幕区孔深815m。 灌浆压力0.20.4MPa防渗帷幕布置于靠近上游坝轴线附近，自河床向两岸延伸。深度 透水层深度小，伸入相对不透水层35m透水层深度大，取0.30.7倍坝高帷幕区质量及相对不透水基岩单位吸水率q 坝高100m q13Lu J=2015 k=210-5 100坝高50m q35Lu J=1510 k=610-5 坝高50m q5Lu J=10 k=110-4 孔距逐步加密到c=1.54.0m排距视坝高地质条件可用单排或双排，排距小于孔距 多