拱坝的功能特点有哪些？

　　拱坝的结构特点是：坝体受到重力的支持，坝体有两个方向上的推力，所以它的基岩也有两个方向上的推力。因此，在拱坝中，必须设法消除由于自重作用而产生的内力。这一点在低坝中可能比较容易，但对于高坝就比较困难。

　　为了达到上述目的，除了要求拱坝有足够的高度以外，还要求拱坝具有足够的刚度、足够的强度以及较大的水平推力。所以在设计中，必须掌握拱坝结构力学和水工建筑物力学中的一些基本原理和技术规律，采用合理的计算方法。

　　一、拱坝的安全问题

　　拱坝的安全问题主要是坝体的强度和刚度，以及拱端应力是否满足要求。从结构力学的观点来看，拱坝的安全主要取决于坝体强度和刚度。由于拱坝自重、水平推力和地基反力都是通过坝体传递到基础上，因此，坝体的强度和刚度主要取决于坝基的地质条件。在地质条件较好时，通过大坝和基础之间的相互作用，可以得到比较高的坝高，这对拱坝来说是比较有利的;但如果坝基地质条件不太好时，如断层、岩性夹层等，就可能造成拱坝失稳、开裂等现象，从而影响大坝安全。因此，在拱坝设计时必须进行坝体结构和地基地质条件的综合研究和评价，只有这样才能得到比较合理的坝高、坝体刚度和坝基强度。

　　二、坝体刚度

　　拱坝的刚度取决于基岩和坝体材料的特性，也与温度应力和坝体和地基之间的接触状态有关。因此，拱坝设计时必须考虑上述各种因素对坝体刚度的影响。

　　拱坝的刚度主要取决于坝体横截面的几何形状、结构尺寸和材料强度。对于薄拱，还必须考虑拱圈与基岩接触部分的应力状况，这在薄拱坝中比较容易解决。

　　三、拱圈应力

　　拱坝在水平推力作用下，由于基岩的抗变形能力和结构强度不足，拱圈将产生拉应力。拱圈的这种拉应力如果超过混凝土的抗拉强度时，就会引起混凝土的开裂，甚至发生脆性断裂。所以，对拱坝的安全度和正常使用来说，必须分析其拉应力。对于薄拱坝，可以将计算结果乘以相应的安全系数，作为设计依据;对于厚拱坝或大型混凝土拱，必须采取一定措施使之达到规定的安全系数。计算结果一般取1.3~1.5之间。

　　由于拱圈中存在拉应力，在施工过程中就要对其进行处理。通常是将拉应力控制在一定范围内;如果拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就需要采取相应的措施。

　　四、坝基处理

　　在拱坝坝基中，常有岩层较软弱、断层破碎带、节理裂隙发育等情况。对此，应采取适当的处理措施。处理方法有：

　　(1)软弱夹层和断层破碎带的处理;

　　(2)裂隙发育的基岩地段，可作加固处理;

　　(3)对节理裂隙密集地段，应根据具体情况采用挖除重作、补强加固等方法;

　　(4)当拱坝位于厚层覆盖层上时，应做好基础防渗处理。拱坝的坝基和基础，除了要考虑其结构安全外，还必须考虑地基的稳定和变形问题。

　　五、材料和结构特性

　　拱坝的结构设计，除了要使坝体具有足够的强度和刚度外，还必须考虑坝体的材料特性以及它在工程中的作用。因为坝体材料的性能是决定工程成败的关键因素。因此，研究材料的特性是非常重要的。本文仅对坝体结构特性做些探讨。