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重力坝剖面

对重力坝在垂直坝轴线方向切取的剖面。由于基本荷载上游水压力呈三角形分布,下游水压力一般不大,可以忽略,重力坝理论剖面为一顶部与水面齐平的三角形,称为重力坝的基本剖面(图1)。上、下游坡度大小与坝和坝基接触面的摩擦系数、地基的承载力等因素有关,对于岩基,常取n=0~0.2,m=0.6~0.8

重力坝在垂直坝轴线方向切取的剖面。由于基本荷载上游水压力呈三角形分布,下游水压力一般不大,可以忽略,重力坝理论剖面为一顶部与水面齐平的三角形,称为重力坝的基本剖面(图1)。上、下游坡度大小与坝和坝基接触面的摩擦系数、地基的承载力等因素有关,对于岩基,常取n=0~0.2,m=0.6~0.8,B=(0.7~0.9)h。

图1 重力坝基本剖面图p1、p2-水平及铅直水压力;G-自重;u-扬压力;α1-扬压力折减系数;γ-水容重;λ-系数;m、n-上、下游坡度

坝顶宽度b应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定,并应考虑抗震、特大洪水时抢护等要求。在无特殊要求时,b可取(0.08~0.10)h,一般不小于2米。为了不使风浪漫溢,坝顶还需要有一定的安全超高⊿h(见坝顶安全超高),修改后的剖面称为重力坝的实用剖面(图2)。

图2 重力坝的实用剖面图

重力坝剖面应根据应力、稳定性和经济的要求来确定。初步设计时可按偏心受压公式计算应力,其控制标准为库满(库空)时,上、下游边缘最小垂直正应力应大于零,最大垂直正应力不应大于混凝土和地基的容许压应力;抗滑稳定可用摩擦公式或抗剪断公式计算,其安全系数应满足规范要求。在同时满足应力与稳定条件的情况下,应力求工程量最小。在初步设计以后,还应根据需要对剖面进行必要的修改,并运用更准确的方法如有限单元法进行应力计算和稳定分析。利用电子计算机进行优化计算可求得一定条件下的重力坝最优剖面。

已建重力坝剖面见图3。

图3 已建重力坝剖面轮廓图