重力坝是什么？

　　重力坝(gravity dam)是依靠自身的重力作用来抵抗水压力的挡水建筑物。它通常用混凝土、砌石或浆砌片石等材料建造，也可采用钢筋和预应力混凝土结构。重力坝以其施工方便，技术简单，材料消耗少，施工周期短和节省投资等优点，在中、小型工程中得到广泛应用。

　　重力坝的主要特点是：坝体自重较大;坝体应力比较稳定;坝体应力分布比较均匀;坝体材料强度较低;工作条件较差。

　　一、坝体应力

　　在重力坝设计中，首先要确定坝体的应力状态。对于某一种类型的混凝土重力坝，它的坝体应力状态可通过静力平衡方程来确定。对于不同类型的混凝土重力坝，其应力状态的确定方法也不同。对于静力平衡方程的计算结果是坝体应力分析所需要的基本数据。为了计算方便，常采用应力包络线作为分析坝体应力状态的基本资料。

　　二、坝体位移

　　重力坝在水平方向上的位移，即坝体与基础之间的相对位移。水平位移大小反映了坝体的受力情况，在荷载作用下，坝体发生位移，与材料强度有密切关系。

　　由于坝体是刚性的，在水平方向上受力很小，其位移量也很小，所以在一般情况下，重力坝不会发生明显的水平位移。但当坝体的一部分(通常是下游坝脚)受到较大水平推力时，会引起其他部分发生较大的位移。

　　重力坝的位移分析包括坝顶垂直位移和坝体水平位移两个方面。对于结构受力比较复杂的重力坝，还应考虑坝顶沉降和裂缝。

　　一般情况下，重力坝在施工过程中是不会发生显著的垂直位移。

　　三、坝基稳定

　　重力坝的稳定问题，主要是坝基与基础之间的接触问题。由于坝基岩体内应力分布不均匀，容易产生滑移、裂缝和变形，影响坝基和坝体的稳定，因此，应根据具体情况采取相应的措施。根据工程地质条件，重力坝主要有以下几种类型：

　　四、拱坝稳定

　　拱坝的稳定计算方法有两种：①强度理论。即用解析方法求解拱坝的应力和变形，按刚体极限平衡法求解稳定安全系数。

　　②有限元计算。即用有限元方法求解稳定安全系数。分析中的荷载包括重力、推力、自重、水压力、库水、温度以及地震作用等，可根据结构特点和边界条件的不同，选择相应的计算模型进行计算。

　　稳定计算成果包括坝体及坝基的应力、变形，以及坝体和坝基的抗滑稳定安全系数等。影响拱坝稳定性的因素很多，主要包括：材料力学性能指标、结构参数和结构形式、荷载组合以及荷载分布等。拱坝设计时，除应考虑以上因素外，还应根据工程地质条件、坝体材料强度指标及抗震要求等因素对拱坝进行综合分析，以确定设计中所采用的稳定安全系数。

　　五、最大下泄流量

　　重力坝最大下泄流量，即坝体在设计洪水时，在坝前一定断面处所能排出的最大流量，是一个常数，用符号M表示。

　　M的大小直接影响到重力坝的安全及坝体材料的选择。

　　一般来说，M越大，坝体材料强度越高;但过大的M也会引起坝体应力增大。因此，在设计重力坝时，要根据具体情况确定最大下泄流量。