十算截面 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 16
16 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
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79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。 17
17 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
●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 18
18 ● 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
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。。 19
19 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
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：%w-SaG,e0,a,)≤ 偶然组合极限状态设计表达式：Sa0,oQ,4,o)s Yd.rm 抗滑稳定极限状态作用效应函数：S(。)=ΣPR或S(。)=ΣPC 抗滑稳定极限状态抗力函数：R(。)=RΣWR+CRAR 20
20 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： ( , , ) 0 S G Gk Q Qk ak ≤ k m k d a f R , 1 1 偶然组合极限状态设计表达式： ( , , , ) 0 S G Gk Q Qk Ak ak ≤ k m k d a f R , 1 2 抗滑稳定极限状态作用效应函数：S( • )=ΣPR 或 S( • )=ΣPC 抗滑稳定极限状态抗力函数：R（ • ）= R f ΣWR + R c AR