第三章：挡水建筑物思维导图

U954082103

2025-08-31

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结构组成

应力特点

主要荷载

基本原则，处理措施，设计要求相关内容讲解

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思维导图大纲

重力坝和拱坝的工作原理

重力坝

利用坝体自重在坝基面上产生摩擦阻力抵抗水压力，满足抗滑稳定要求；依靠坝体自重产生的压应力抵消水压力引起的拉应力，满足强度要求。

拱坝

通过拱与梁的共同作用，将荷载传递到两岸拱座，稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用来维持

重力坝的两项设计要求

满足稳定和强度要求，以保证大坝安全

在满足安全的前提下，要求工程量尽可能小、运用方便、便于施工

重力坝的基本剖面

重力坝的基本剖面是指在坝体自重、静水压力和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度的要求，并使工程量最小的三角形剖面

重力坝地基处理的措施

措施

坝基开挖和清理

坝基加固处理

固结灌浆

断层破碎带处理

软弱夹层的处理

坝基防渗和排水

帷幕灌浆

坝基排水

重力坝的主要荷载

永久荷载

结构自重和永久设备自重、土压力、（土、岩、地之类的基本都是永久荷载，除了土壤空隙压力）

可变荷载

静水压力、扬压力、动水压力

偶然荷载

重力坝的应力特点

垂直正应力沿水平截面呈直线分布

剪应力沿水平截面呈二次抛物线分布

水平正应力沿水平截面呈三次抛物线分布

拱坝的分类

按厚高比

薄拱坝（T/H<0.2）、中厚拱坝（0.2≤T/H≤0.35）、厚拱坝（T/H>0.35）

按坝体形态分类

单曲拱坝

只在水平截面呈拱形

双曲拱坝

水平截面和铅直截面都呈拱形

拱坝的特点

筑坝材料抗冲能力强、工作安全，运行可靠

对地形、地质条件适应性强

泄洪布置方便，施工导流容易

施工方便、运行维护简单

构造简单

重力坝与拱坝的超载能力

拱坝：超载能力强，但对地形和地质条件敏感，一旦拱座失稳可能迅速崩溃

重力坝：超载能力有限，但破坏过程缓慢，可通过应急措施（如泄洪）争取抢修时间

土石坝的优缺点

优点

①筑坝材料能就地取材。 ②适应地基变形的能力强。 ③构造简单，施工技术容易掌握。 ④运用管理方便，工作可靠，寿命长。

缺点

①施工导流不如混凝土坝方便。 ②坝顶不能溢流，需在坝外单独建造泄水建筑物 ③坝体工程量大，土料填筑质量受气候条件影响较大，特别是黏性土料。

土石坝防渗排水的基本原则

控制渗流量

降低浸润线

防止渗透变形（如管涌、流土）

土石坝地基处理的措施

砂砾石地基

上堵（垂直防渗、水平防渗），下排（排水减压）

细砂及淤泥地基

细砂

细砂层较薄时可全部挖除，较厚时用截水墙或板桩封闭

淤泥

淤泥层较薄时可不管，也可以全部挖除

软黏土和黄土地基

软黏土

对分布范围不大，埋藏较浅的宜全部挖除。对于分布范围大，埋藏较深的用排水砂井加快固结

黄土

浸水

换表层的土

夯实表层土

岩石地基应清基，将表面覆盖层挖除

土石坝建坝和防渗材料的选择

均质坝

坝体绝大部分由均一的透水性较弱的黏土填筑而成，整个坝体起防渗作用。

土质心墙坝和斜墙坝

防渗体采用渗透性较弱的黏性土料，而坝壳采用透水性强的砂石料。均适用于大中小型各类工程

人工防渗材料心墙坝和斜墙坝

防渗体采用沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料，其余部分用土石料构成

多种土质坝和土石混合坝

坝体由几种不同性质的土料所构成的坝称为多种土质坝；将多种土质坝的某些部位用石料代替，即成为土石混合坝

土石坝的结构组成

上下游的坝壳

防渗体

排水设施

上下游的护坡

面板堆石坝的组成部分

防渗系统（混凝土面板）、垫层、过渡层、主堆石区、次堆石区

重力坝、拱坝、土石坝的失稳形式和稳定要求

重力坝

沿坝基面或软弱夹层滑动，需满足抗滑安全系数

拱坝

拱座整体滑动或局部失稳，需验算抗滑和抗倾覆稳定性

土石坝

滑动破坏、液化、塑性流动，需控制渗透坡降和抗滑稳定

重力坝与拱坝分缝的异同点

相同点

都为了满足温度控制和施工的需要而设置

不同点

重力坝有水平施工缝而拱坝没有，重力坝有永久性横缝，而拱坝的所有缝等混凝土冷却到稳定温度附近以后要用水泥浆填充

重力坝有：横缝、纵缝、水平施工缝。拱坝有横缝和纵缝，都是临时的

国内典型大型水电站的坝型

重力坝

三峡、刘家峡

拱坝

二滩、溪洛渡

土石坝

水布垭面板堆石坝

碾压混凝土坝的优缺点

优点

①施工速度快，成本低 ②裂缝风险低 ③结构整体性好 ④维护便捷

缺点

①施工工艺要求高 ②材料性能局限 ③外观与耐久性限制 ④适用场景受限

渗流、管涌、流土的概念

渗流

水流通过坝体或地基孔隙运动，形成浸润线

管涌

细颗粒被渗流带走导致土体结构破坏

流土

局部土体在渗透力作用下整体浮起

工业机器人的基本特性思维导图

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0.71

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