第二章 重力坝教案(3)

Pyr=qρwv（sinθ2+sinθ1） （N/m）

式中 q——相应设计状况下反弧段上的单宽流量[m3/（s.m）]； ρw——水的密度kg/m3；

v——反弧段最低点处的断面平均流速（m/s）

θ1、θ2——分别为反弧段圆心竖线左、右的中心角，取其绝对值。 Pxr和Pyr的作用点可近似的认为在反弧段长度的中点。反弧段上动水压力（离心力）的作用分项系数采用1.1。

因溢流坝顶和坝面上的脉动压力对坝体稳定和坝内应力影响很小，可以不计；当引起结构振动和影响结构安全时应计入。

4.淤沙压力

概念：入库水流挟带的泥沙在水库中淤积，淤积在坝前的泥沙对坝面产生的压力。

图示讲解：淤沙压力计算

淤沙压力计算图

淤积的规律是从库首至坝前，随水深的增加而流速减小，沉积的粒径由粗到细，坝前淤积的是极细的泥沙，淤积泥沙的深度和内摩擦角随时间在变化，一般计算年限取50~100年。

单位坝长上的水平淤沙压力标准值Psk为

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1Psk =2?2tg2(45???ssbhs2) （kN/m） 式中 ?sb——淤沙的浮重度（kN/m3），?sb=?sd-（1-n）?w

?sd——淤沙的干重度（kN/m3）；

?w——水的重度（kN/m3）； n——淤沙的孔隙率；

hs——坝前估算的泥沙淤积厚度（m）；

?s——淤沙的内摩擦角（°）。

当上游坝面倾斜时，应计入竖向淤沙压力，按淤沙的浮重度计算。淤沙压力的作用分项系数采用1.2。

5.浪压力

浪压力概念：水库表面波浪对建筑物产生的拍击力。

浪压力的影响因素较多，呈动态变化，可取不利情况计算。浪压力的作用分项系数应采用1.2。

图示讲解：

波浪压力分布

（a）深水波；（b）浅水波；（c）破碎波

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临界水深Hcr的计算公式：

Hcr?L?2?h1%Lln()4?L?2?h1%

三种波态情况的浪压力分布不同，浪压力计算公式如下：

L● 深水波：当坝前水深大于半波长，即H ＞2 时，波浪运动不受库底

的约束。

PL??L4(h1%?hZ) （kN/m）

● 浅水波：水深小于半波长而大于临界水深Hcr，即L/2＞H＞Hcr时，波浪运动受到库底的影响。

1PL=2[（h1%+hZ）（?H+PLf）+HPLf] 2?HPLf=?h1%sechL

● 破碎波：水深小于临界水深，即H＜Hcr时，波浪发生破碎。

P0PL=2[（1.5-0.5λ）h1%+（0.7+λ）H ]

P0=K0?h1% 6.扬压力

扬压力=渗透压力+浮托力。

渗透压力：由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。

浮托力：由下游水深淹没坝体计算截面而产生向上的压力。

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● 坝底面上的扬压力

图示讲解：岩基上坝底扬压力确定

1-排水孔中心线；2-主排水孔；3-副排水孔

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坝底面扬压力分布图

（a）实体重力坝；（b）宽缝重力坝及大头支墩坝；（c）拱坝； （d）空腹重力坝；（e）坝基设有抽排系统；（f）未设帷幕及排水孔 ◆ 当坝基设有防渗和排水幕时，坝底面上游（坝踵）处的扬压力作用水头为H1；排水孔中心线处的扬压力作用水头为H2+?H （H=H1-H2）；下游（坝趾）处为H2；三者之间用直线连接。

◆ 当坝基设有防渗帷幕、上游主排水孔幕、下游副排水孔及抽排系统时，坝底面上游处的扬压力作用水头为H1，下游坝趾处为H2，主、副排水孔中心线处分别为?1H1、?2H2，其间各段用直线连接。

◆ 当坝基无防渗、排水幕时，坝底面上游处的扬压力作用水头为H1，下游处为H2，其间用直线连接。

● 坝体内部扬压力 图示讲解：

由于坝体混凝土是透水的，在水头差的作用下，产生坝体渗流，引起坝内

扬

压

力

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