水利水电工程建筑物.pptx

第一章本章的重点内容：本章的重点内容：1、水利枢纽组成；、水利枢纽组成；2、水工建筑物分类、作用和特点；、水工建筑物分类、作用和特点；3、水利枢纽分等及水工建筑物分级。、水利枢纽分等及水工建筑物分级。一、水利枢纽的概念1、水利工程（1）概念：水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。（2）根本任务：除水害和兴水利（3）分类：2、水工建筑物：为达到防洪、发电、灌溉、供水等目的，需要修建各种不同类型的建筑物，来控制和支配水流，这样的建筑物统称为水工建筑物。3、水利枢纽：集中建造的几种水工建筑物配合使用，形成一个有机的综合体。第二章、挡水建筑物第二章、挡水建筑物重、难点1、掌握重力坝的工作原理、细部构造及地基处理特点。2、重点掌握重力坝的作用类型及组合、安全分析的内容和方法、3、重点掌握拱坝的结构特点、受力特点、荷载特点，掌握拱坝的布置原则。4、掌握土石坝的特点、土石坝的组成及作用、重点掌握土坝渗流、稳定分析方法。重力坝的构造重力坝的构造坝体混凝土分区:混凝土重力坝坝体各部位的工作条件及受力条件不同，对上述混凝土材料性能指标的要求也不同。为了满足坝体各部位的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安全与经济统一起来，通常将坝体混凝土按不同工作条件进行分区，选用不同的强度等级和性能指标。坝体分缝:由于地基不均匀沉降和温度变化、施工时期的温度应力以及施工浇筑能力等原因，一般要对坝体进行分缝。1、横缝:作用是减小温度应力、适应地基不均匀变形满足施工要求。2、纵缝:为了适应混凝土的浇筑能力和减少施工期的温度应力，常在平行坝轴线方向设纵缝，将一个坝段分成几个坝块，待坝体降到稳定温度后再进行接缝灌浆。3、水平工作缝:是分层施工的新老混凝土之间的接缝，是临时性的。拱坝 重点内容：重点内容：1 1、拱坝的工作原理，、拱坝的工作原理，2 2、拱坝的类型，、拱坝的类型，3 3、温度荷载对坝体应力和坝肩岩体稳定、温度荷载对坝体应力和坝肩岩体稳定的影响，的影响，4 4、拱梁分载法和拱冠梁法的基本原理。、拱梁分载法和拱冠梁法的基本原理。土石坝 重点内容重点内容1、掌握土石坝的类型及其构造特点、2、土石坝的渗流的目的，渗透变形的形式、坝坡抗滑稳定分析的方法3、坝基处理的措施，要注意砂砾石地基的处理措施。土石坝的特点土石坝的特点 优点 筑坝材料来源直接、方便，能就地取材，能节省大量的钢材、水泥和木材等建筑材料。适应地基变形的能力强。土石坝为土料或石料填筑的散粒结构，能较好地适应地基的变形，对地基的要求在各种坝型中是最低的。构造简单，施工技术容易掌握，适应于大型机械化施工。运用管理方便，工作可靠，寿命长，维修加固和扩建均较容易。缺点 坝顶不能溢流。受散土石料强度的限制，土石坝坝身通常不允许过流，需单独设置泄水建筑物。施工导流不如混凝土坝方便。坝体填筑工程量大，而而且土料施工受气候条件的影响较大。土石坝的类型土石坝的类型 按坝体高度可分为：高坝、中坝、低坝。其中，低坝的高度为30m以下，中坝的高度为3070m，高坝的高度为70m以上。按施工方法可分为：碾压式土石坝，抛填式土石坝，水力冲填坝和定向爆破堆石坝等。其中应用最为广泛的是碾压式土石坝。按土料在坝体中的配置和防渗体所用的材料又可分为：均质坝、分区坝、人工防渗材料坝。土石坝的组成及作用土石坝的组成及作用 坝身：是土石坝的主体，坝坡的稳定主要靠坝身来维持，并对防渗体起到保护作用。防渗体是土石坝的重要组成部分，其作用是防渗，必须满足降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量的要求，另外还需满足结构和施工上的要求。常见的防渗体型式有心墙、斜墙等。排水设备：目的：降低坝体浸润线及孔隙压力，改变渗流方向，增加坝体稳定；防止渗流逸出处的渗透变形，保护坝坡和坝基；防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起到保护下游坝坡的作用。常见的排水型式有：棱体排水、贴坡排水、褥垫排水和综合式排水等。护坡：为保护土石坝坝坡免受波浪淘刷、冰层和漂浮物的损害、降雨冲刷，防止坝体土料发生冻结、膨胀和收缩以及人畜破坏等，需设置护坡结构。上游护坡常采用堆石、干砌石或浆砌石、混凝土或钢筋混凝土、沥青混凝土等型式。下游护坡要求略低，可采用草皮、干砌石、堆石等型式。土石坝渗流分析土石坝渗流分析 目的是：确定坝体浸润线和下游逸出点位置，绘制坝体及地基内的等势线分布图或流网图，为坝体稳定核算、应力应变分析和排水设备的选择提供依据；计算坝体和坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸；确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降，以判断该处的渗透稳定性；确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算由此产生的孔隙压力，供上游坝坡稳定分析之用。分析方法：流体力学法、水力学法、流网法、试验法和数值解法。土石坝渗透稳定分析土石坝渗透稳定分析 渗透变形：在渗透水流的物理或化学作用下，导致土石坝坝身及地基中的土体颗粒流失，土壤发生局部破坏。类型有管涌、流土、接触冲刷和接触流失等。工程中以管涌和流土最为常见。与土料性质、土粒级配、水流条件以及防渗、排水措施等因素有关 防止渗透变形的工程措施包括：1）采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，达到降低渗透坡降的目的；2）采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力。3）对可能发生管涌的部位，需设置反滤层，拦截可能被渗流带走的细颗粒；对下游可能产生流土的部位，可以设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力。土石坝的稳定分析土石坝的稳定分析 土石坝的上下游坝坡较缓，剖面尺寸较大，一般不会产生整体水平滑动。但是，由于土石坝的材料是散粒体，其抗剪强度较低，当坝体或坝基材料的抗剪强度不足时，有可能发生坝体或坝体连同坝基的塌滑失稳；另外，当坝基内有软弱夹层时，也可能发生塑性流动，影响坝体的稳定。