重力坝的工作原理及特点
重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来满足稳定要求;同时也依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力,以满足强度要求。与其他坝型比较,其主要特点如下。(https://www.daowen.com)
(1)结构作用明确,设计方法简便。重力坝沿坝轴线用横缝将坝体分成若干个坝段,各坝段独立工作,结构作用明确,稳定和应力计算都比较简单。
(2)泄洪和施工导流比较容易解决。重力坝的断面大,筑坝材料抗冲刷能力强,适用于在坝顶溢流和坝身设置泄水孔。在施工期可以利用坝体或底孔导流。枢纽布置方便紧凑,一般不需要另设河岸溢洪道或泄洪隧洞。在意外的情况下,即使从坝顶少量过水,一般也不会招致坝体失事,这是重力坝最大的优点。
(3)结构简单,施工方便,安全可靠。坝体放样、立模、混凝土浇筑和振捣都比较方便,有利于机械化施工。而且由于剖面尺寸大,筑坝材料强度高,耐久性好,因此抵抗水的渗透、冲刷,以及地震和战争破坏的能力都比较强,安全性较高。
(4)对地形、地质条件适应性强。地形条件对重力坝的影响不大,几乎任何形状的河谷均可修建重力坝。由于坝体作用于地基面上的压应力不高,所以对地质条件的要求也较低。重力坝对地基的要求虽比土石坝高,但低于拱坝及支墩坝,无重大缺陷、一般强度的岩基均可满足要求。
(5)受扬压力影响较大。坝体和坝基在某种程度上都是透水的,渗透水流将对坝体产生扬压力。由于坝体和坝基接触面较大,故受扬压力影响也大。扬压力的作用方向与坝体自重的方向相反,会抵消部分坝体的有效重量,对坝体的稳定和应力不利。
(6)材料强度不能充分发挥。由于重力坝的断面是根据抗滑稳定和无拉应力条件确定的,坝体内的压应力通常不大,使材料强度得不到充分发挥,这是重力坝的主要缺点。
(7)坝体体积大,水泥用量多,一般均需采取温控散热措施。许多工程因施工时温度控制不当而出现裂缝,有的甚至形成危害性裂缝,从而削弱坝体的整体性能。