第二章 重力坝教案(4)

1-坝内排水管；2-排水管中心线 图2-12 坝体计算截面上扬压力分布

（a）实体重力坝；（b）宽缝重力坝；（c）空腹重力坝

● 扬压力作用分项系数

◆ 浮托力的作用分项系数均采用1.0；

◆ 渗透压力的作用分项系数，对于实体重力坝采用1.2；对于宽缝重力

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坝，大头支墩坝、空腹重力坝采用1.1。

◆ 若坝基下游设置抽排系统，主排水孔之前扬压力的作用分项系数采用1.1，主排水孔之后的残余扬压力的作用分项系数采用1.2。

7.冰压力

冰压力概念：冰对建筑物的作用力。

静冰压力：水库表面结冰后，体积增加约9%，在气温回升时，冰盖加速膨胀，受到坝面和库岸的约束，在坝面上产生的压力。

动冰压力：冰盖解冻，冰块顺风顺水漂流撞击在坝面、闸门或闸墩上的撞击力。

静冰压力的作用分项系数采用1.1。动冰压力的分项系数也可采用1.1。 8.地震作用

地震作用概念：在地震区建坝，必须考虑地震的影响。地震时，地震力施加于结构上的动态作用。重力坝抗震计算应考虑的地震作用为：地震惯性力、地震动水压力和地震动土压力。一般情况下，进行抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位。地震对建筑物的影响程度，常用地震烈度表示。地震烈度分为12度。烈度越大，对建筑物的破坏越大，抗震设计要求越高。

基本烈度：水工建筑物所在地区一定时期内（约100年）可能遇到的地震最大烈度；

设计烈度：抗震设计时实际采用的地震烈度。

一般情况采用基本烈度作为设计烈度；对于Ⅰ级挡水建筑物，应根据其重要性和遭受震害后的危险性，可在基本烈度的基础上提高一度。对于设计烈度为6度及其以下的地区不考虑地震荷载；设计烈度在7~9度（含7度和9度）时，应考虑地震荷载；设计烈度在9度以上时，应进行专门研究。对设计烈度为6度以上超过200m的高坝和设计烈度7度以上，超过150m的大（1）型工程，其抗震设防依据应根据专门的地震危险性分析成果评定。校核烈度应比设计烈度高1/2或1度，也可以用该地区最大可能烈度进行校核，此时允许局部破坏但不危及整体安全。

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● 地震惯性力 ● 地震动水压力 9.其它荷载

常见的其它荷载有：土压力、温度荷载、灌浆压力、风荷载、雪荷载、坝顶车辆荷载、永久设备荷载等。

土压力分主动土压力和被动土压力，根据具体情况确定。

温度荷载是指建筑物受环境温度变化、水泥水化热的产生或散失时受坝基和其它结构约束而产生的温度应力。正常运用期靠合理设置温度缝来消除温度应力；施工期的水化热靠采用低热水泥、采取温控措施等来消除温度应力。虽然在稳定和应力分析时不计入，但结构设计应引起重视。

灌浆压力应在施工时要严格控制，防止因压力太大破坏建筑物。 风荷载、雪荷载、车辆荷载、人群荷载、永久设备荷载等。在重力坝全部荷载中占比重很小，一般忽略不计。但这些荷载对某些局部结构是非常重要的。例如：溢流坝坝顶桥梁，启闭机房，启闭机架等，在结构分析计算时，必须计入这些荷载。

二、重力坝的荷载和作用及其组合

1.荷载的作用

● 永久作用 包括：坝体自重和永久性设备自重；淤沙压力（有排沙设施时可列为可变作用）；土压力。

● 可变作用 包括：静水压力；扬压力（包括渗透压力和浮托力）；动水压力（包括水流离心力，水流冲击力，脉动压力等）；浪压力；冰压力（包括静冰压力和动冰压力）；风雪荷载；⑦机动荷载。

● 偶然作用 包括：地震作用；校核洪水位时的静水压力。 2.荷载的组合

按承载能力极限状态设计时，混凝土重力坝应考虑基本组合和偶然组合

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两种作用效应组合。按正常使用极限状态设计时，混凝土重力坝应考虑短期组合和长期组合两种作用效应组合。

在设计混凝土重力坝坝体剖面时，应按照承载能力极限状态计算基本组合和偶然组合。

● 荷载作用的基本组合。 ● 荷载作用的偶然组合 3.荷载作用分项系数

根据荷载作用的特点，有不同的分项系数.。

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第四节 重力坝的抗滑稳定分析

本节主要介绍：抗滑稳定计算截面的选取、抗滑稳定计算以及提高坝体抗滑稳定的工程措施

一．抗滑稳定计算截面的选取

重力坝的稳定应根据坝基的质条件和坝体剖面形式，选择受力大，抗剪强度较低，最容易产生滑动的截面作为计算截面。重力坝抗滑稳定计算主要是核算坝基面及混凝土层面上的滑动稳定性。另外当坝基内有软弱夹层、缓倾角结构面时，也应核算其深层滑动稳定性。

二．重力坝抗滑稳定计算

重力坝的抗滑稳定按承载能力极限状态计算，认为滑动面为胶结面，滑动体为刚体。此时滑动面上的滑动力作为效应函数，阻滑力为抗力函数，并认为承载能力达到极限状态时刚体处于极限平衡状态。

1．抗滑稳定极限状态设计表达式

基本组合极限状态设计表达式：

1?0???S(?G?Gk,?Q?Qk,ak)≤

?d1?fk??R?,ak????m?

偶然组合极限状态设计表达式：

1?0???S(?G?Gk,?Q?Qk,Ak,ak)≤

?d2?fk??R?,ak????m?

抗滑稳定极限状态作用效应函数：S(?)=ΣPR 或S(?)=ΣPC

?ΣWR +c?RAR 抗滑稳定极限状态抗力函数：R（?）= fR

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