[科普中国]-拱形重力坝

它是平面上稍为拱向上游的重力坝，在一定程度上提高坝的超载能力或潜在安全度。这种坝运用于地形、地质并不完全适合于修建拱坝，但又要求，重力坝有较大安全潜力的情况。

简介英文拱形重力坝 arch gravity dam

概念拱形重力坝(areh gravity dam)在 平面上稍为拱向上游的重力坝。它的坝轴线曲率小、半径大，工程 量与直线形重力坝相差不多，但可利用拱 的作用在一定程度上提高坝的超载能力或潜在安全 度。这种坝运用于地形、地质并不完全适合于修建拱 坝，但又要求重力坝有较大安全潜力的情况。拱形重 力坝既应按重力坝进行应力和稳定分析，也要按拱坝 进行校核计算，以便进行比较，了解其潜在能力。拱 形重力坝与重力拱坝在结构性能上并无本质差别，只 是拱所分担的荷载，前者较小，后者较大，因而分别列 入重力坝和拱坝的范围之内。有些因地形、地质关系 而将重力坝的局部或全部坝轴线作成微曲的拱形，但不进行横缝灌浆的重力坝，也可称为拱形重力坝。但并无拱的作用。中国乌江渡拱形重力坝，坝高165米，坝体下部联成整体，上部由于岸边地质差，设置了永久性横缝。

设计原理基本原理运用有限元方法研究了拱形重力坝在地震作用下的动力反应。计算分析时考虑了坝—地基—库水动力相互作用下拱形重力坝的模态特性，同时利用时程法计算了拱形重力坝在地震作用下的动应力、动位移及加速度，对结果进行了分析。由结果可以得出动水压力采用质量元法是行之有效的。而且较其他的方法更为简便，迅速，从而大大提高了工作效率。

吉尔坝吉尔坝又称萨尔曼法尔西坝(SalmanEFarsiDam)，位于伊朗法尔斯省吉尔市附近的盖拉恰伊杰(GharaChay)河上。工程具有灌溉、供水、发电和防洪等综合效益。混凝土拱形重力坝，最大坝高130m，水库总库容14亿m3，水电站装机容量0.8万kW，灌溉面积2.5万hm2。该工程于1993年开工，预计2002年完建。坝址位于扎格罗斯山脉内的一个狭谷之内，两岸岩体陡峭。坝体坐落在Asmari灰岩上，岩石强度高，但在库区局部区域内有喀斯特现象，因此需大范围地进行灌浆处理，以防止渗漏。1

乌江渡水电站拱形重力坝乌江渡水电站坝址为较坚硬的下三迭统玉龙山灰岩, 在下游与九级滩页岩接触，岩层走向与河流垂直，倾向上游, 倾角约65 度。在页岩岩层中有一规模较大的沿层面发育的断层裂隙密集带 ，断裂面为泥质充填, 宽达15 米。九级滩页岩距河床坝块坝趾的距离较近约50 米，由于页岩软弱及有，压缩变形空间，使坝基灰岩在下游失去牢固支撑( 图1, a )。如果采用重力坝坝型, 在全部静水压力及坝体自重作用下, 坝基深层抗滑稳定, 按灰岩抗剪断强度计算( f= 0. 95, c =14.50 kg/ ) ，以 作为压缩空间不计其抗力, 得稳定安全系数 = 2.69 , 不能满足设计要求的 > 3.5 。这是乌江渡混凝土重力坝存在的主要问题。为减轻河床坝基的承载负担，提高坝基深层稳定安全系数，设计考虑采用拱形重力坝在7 0 0 米高程以下横缝灌浆，使其形成整体结构，将河床静水压力部分地传递到两岸。7 0 米高程至坝顶765米高程, 两岸地质条件较差，尤其右岸规棋较大的F 。断层距坝基较近， ( 图1 ,b ) 不宜承受拱向的水平推力则横缝不灌浆，为悬臂梁结构。坝体在平面上采用定圆心等外半径( 5 0 米) 拱形布置。这就是乌江渡所采用的拱形重力坝。最大坝高1 65 米，最大底宽1 19 . 5 米。拱形重力坝经试载法计算和整体结构棋型试脸研究，当河床及左、右岸灰岩假定为均质弹性体地羞, 其弹性模量E 分别为2 0 x , 15 x ` ,1 0x kg/ , 泊桑比解= 0 . 2 5 , 拱坝( 7 0 0 米高程以下整体结构) 可以把50 % 左右的静水压力传递到两岸，减轻了河床坝墓承载负担，使坝基深层稳定安全系致提高到4.67， 满足了设计重求。

鉴于在坝肩岩体中存在的断裂软弱岩体而产生较大的坝肩变形, 不利于坝肩稳定，则不考虑拱梁结构的荷载重分配，同时对坝肩中断裂软弱岩体采用处理措施来控制坝肩变形及提高坝肩稳定安全系数，增加坝肩的承载能力，以达到减轻河床坝基承载负担及相应提高坝羞深层稳定安全系数的目的。2

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学