水工設(shè)計(jì)手冊(cè)：混凝土壩

水利水電建設(shè)的寶典——《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第2版）序

序

第2版前言

第1版前言

第1章 重力壩

第2章 拱壩

第3章 支墩壩

第4章 砌石壩

第5章 碾壓混凝土壩

第6章 混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制2100433B

周建平、黨林才主編的《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第2版）共11卷。本卷為第5卷——《混凝土壩》，分為6章，其內(nèi)容分別為：重力壩、拱壩、支墩壩、砌石壩、碾壓混凝土壩、混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制。

《混凝土壩》可作為水利水電工程規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、管理等專業(yè)的工程技術(shù)人員和科研人員的常備工具書，同時(shí)也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)師生的重要參考書。

《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)(第5卷):混凝土壩(第2版)》由中國(guó)水利水電出版社出版。

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水利水電建設(shè)的寶典——《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第2版）序

序

第2版前言

第1版前言

第1章重力壩

1.1概述

1.1.1重力壩的特征及分類

1.1.1.1重力壩的工作原理和特點(diǎn)

1.1.1.2重力壩的分類

1.1.1.3工程規(guī)模和安全等級(jí)

1.1.2重力壩的設(shè)計(jì)方法

1.1.2.1重力壩設(shè)計(jì)的要求

1.1.2.2重力壩設(shè)計(jì)的內(nèi)容

1.1.2.3重力壩設(shè)計(jì)的基本資料

1.2樞紐布置

1.2.1壩址和壩線選擇

1.2.1.1地形條件

1.2.1.2地質(zhì)條件

1.2.1.3河勢(shì)條件

1.2.2樞紐布置基本原則

1.2.2.1過(guò)壩水流盡量順直歸槽

1.2.2.2盡量減少開挖和地基處理工程量

1.2.2.3有效利用峽谷空間使布置協(xié)調(diào)緊湊

1.2.2.4重視樞紐建筑物的綜合利用

1.2.2.5簡(jiǎn)化施工導(dǎo)流程序

1.2.3重力壩泄水孔口布置

1.2.3.1泄流能力要求

1.2.3.2壩身孔口布置

1.2.3.3溢流單寬流量的確定

1.2.4壩體引水管道布置

1.2.4.1壩體壓力管道的特點(diǎn)

1.2.4.2壩體壓力管道的布置方式

1.2.5樞紐布置工程實(shí)例

1.3壩體斷面設(shè)計(jì)

1.3.1重力壩的荷載

1.3.1.1壩體及壩上永久設(shè)備的自重

1.3.1.2靜水壓力

1.3.1.3揚(yáng)壓力

1.3.1.4淤沙壓力

1.3.1.5波浪壓力

1.3.1.6冰壓力

1.3.1.7土壓力

1.3.1.8動(dòng)水壓力

1.3.1.9地震荷載

1.3.1.10其他荷載

1.3.2重力壩的荷載組合

1.3.2.1基本組合

1.3.2.2特殊組合

1.3.3重力壩的斷面設(shè)計(jì)原則

1.3.3.1壩頂高程和壩頂寬度

1.3.3.2壩坡及壩基面寬度

1.3.3.3壩體斷面的優(yōu)選

1.3.4溢流表孔的水力設(shè)計(jì)

1.3.4.1冪曲線堰面的水力設(shè)計(jì)

1.3.4.2有胸墻溢流壩的堰面水力設(shè)計(jì)

1.3.4.3溢流壩斷面的水力設(shè)計(jì)

1.3.4.4閘墩的水力設(shè)計(jì)

1.3.5深式泄水孔的水力設(shè)計(jì)

1.3.5.1無(wú)壓泄水孔

1.3.5.2壓力泄水孔

1.4安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法

1.4.1材料力學(xué)法分析計(jì)算重力壩應(yīng)力

1.4.1.1基本假定

1.4.1.2邊緣應(yīng)力的計(jì)算

1.4.1.3內(nèi)部應(yīng)力的計(jì)算

1.4.1.4考慮揚(yáng)壓力時(shí)的應(yīng)力計(jì)算

1.4.1.5容許應(yīng)力的規(guī)定

1.4.1.6對(duì)材料力學(xué)法計(jì)算成果的評(píng)價(jià)

1.4.2剛體極限平衡法分析重力壩抗滑穩(wěn)定

1.4.2.1沿壩基面抗滑穩(wěn)定分析

1.4.2.2深層抗滑穩(wěn)定分析研究

1.5極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

1.5.1重力壩可靠度分析

1.5.1.1可靠度及失效概率

1_5.1.2可靠指標(biāo)

1.5.2分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

1.5.2.1分項(xiàng)系數(shù)

1.5.2.2作用效應(yīng)

1.5.2.3極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式

1.5.3極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

1.5.3.1重力壩斷面設(shè)計(jì)原則

1.5.3.2極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式

1.5.3.3重力壩的分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

1.6有限元法應(yīng)力計(jì)算和承載能力分析

1.6.1線性彈性有限元計(jì)算分析

1.6.2非線性有限元分析

1.6.2.1變形模型和強(qiáng)度分析

1.6.2.2非線性彈性應(yīng)力分析

1.6.2.3彈塑性應(yīng)力分析

1.6.3極限承載能力的研究

1.6.3.1穩(wěn)定性分析臨界狀態(tài)判別準(zhǔn)則

1.6.3.2強(qiáng)度分析臨界狀態(tài)判別準(zhǔn)則

1.6.3.3承載能力分析研究的工程實(shí)例

1.7孔口結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算和配筋設(shè)計(jì)

1.7.1閘墩的應(yīng)力和配筋計(jì)算

1.7.1.1平面閘門閘墩的計(jì)算

1.7.1.2弧形閘門閘墩的計(jì)算

1.7.2泄水孔的應(yīng)力計(jì)算

1.7.2.1矩形斷面泄水孔的應(yīng)力計(jì)算

1.7.2.2圓形斷面泄水孔的應(yīng)力計(jì)算

1.7.2.3泄水孔應(yīng)力計(jì)算方法的評(píng)價(jià)

1.7.3壩內(nèi)孔口結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算

1.7.3.1孔口結(jié)構(gòu)按彈性受拉應(yīng)力圖形

配筋的設(shè)計(jì)方法

1.7.3.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析方法

1.7.3.3三峽大壩壩內(nèi)孔口結(jié)構(gòu)應(yīng)力及配筋分析實(shí)例

1.8壩基滲流分析

1.8.1壩基巖體的滲流特性

1.8.1.1巖體的滲流特性

1.8.1.2裂隙巖體滲流數(shù)學(xué)模型

1.8.2等效連續(xù)介質(zhì)模型滲流分析

1.8.2.1滲透張量的性質(zhì)

1.8.2.2用裂隙幾何參數(shù)確定滲透張量

1.8.2.3滲流場(chǎng)控制方程式及有限元法

1.8.3裂隙巖體滲流與應(yīng)力耦合分析

1.8.3.1裂隙水力傳導(dǎo)系數(shù)

1.8.3.2裂隙變形剛度

1.8.3.3裂隙巖石的變形本構(gòu)關(guān)系

1.8.3.4算例

1.9壩基處理設(shè)計(jì)

1.9.1壩基處理的目的和要求

1.9.2壩基開挖設(shè)計(jì)

1.9.3壩基固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)

1.9.4壩基防滲帷幕灌漿設(shè)計(jì)

1.9.5壩基排水設(shè)計(jì)

1.9.6壩基斷層破碎帶和軟弱夾層處理

1.9.6.1斷層破碎帶處理

1.9.6.2軟弱夾層處理

1.9.7巖溶處理

1.10混凝土材料及壩體分區(qū)設(shè)計(jì)

1.10.1混凝土材料的組成

1.10.1.1混凝土原材料

1.10.1.2混凝土配合比

1.10.2混凝土強(qiáng)度及混凝土強(qiáng)度代表值

1.10.2.1安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法用的混凝土強(qiáng)度體系和強(qiáng)度參數(shù)

1.10.2.2分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

1.10.2.3大體積混凝土強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)和骨料級(jí)配效應(yīng)

1.10.3壩體混凝土的分區(qū)

1.10.3.1壩體分區(qū)的設(shè)計(jì)原則

1.10.3.2壩體材料分區(qū)的主要特性

1.10.4壩體混凝土的性能

1.10.4.1混凝土抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度

1.10.4.2混凝土彈性模量

1.10.4.3混凝土極限拉伸值

1.10.4.4混凝土抗?jié)B性

1.10.4.5混凝土抗凍性

1.10.4.6混凝土熱學(xué)性能

1.10.5工程實(shí)例

1.11壩體構(gòu)造設(shè)計(jì)

1.11.1壩頂構(gòu)造

1.11.2壩內(nèi)廊道和通道

1.11.2.1廊道和通道的布置

1.11.2.2廊道和豎井的形狀和尺寸

1.11.2.3廊道和豎井周圍應(yīng)力的計(jì)算

1.11.2.4廊道構(gòu)造

1.11.3壩體分縫

1.11.3.1橫縫

1.11.3.2縱縫

1.11.3.3水平工作縫

1.11.4壩體防滲和排水

1.11.5深式泄水孔穿過(guò)壩體縱縫的構(gòu)造

1.12重力壩的修補(bǔ)和加高設(shè)計(jì)

1.12.1混凝土的裂縫修補(bǔ)

1.12.1.1裂縫成因及發(fā)展趨勢(shì)分析

1.12.1.2裂縫類型及檢查方法

1.12.1.3裂縫危害性分析及評(píng)估

1.12.1.4混凝土裂縫的修補(bǔ)和

補(bǔ)強(qiáng)加固

1.12.2壩體滲漏處理

1.12.3過(guò)流表面缺陷修補(bǔ)及補(bǔ)強(qiáng)

1.12.3.1過(guò)流面缺陷修補(bǔ)和補(bǔ)強(qiáng)方法

1.12.3.2修補(bǔ)材料

1.12.4重力壩的加高設(shè)計(jì)

1.12.4.1分期加高方式

1.12.4.2分期加高壩體應(yīng)力和穩(wěn)定計(jì)算

參考文獻(xiàn)

第2章拱壩

2.1概述

2.1.1拱壩的分類

2.1.1.1按壩的高度分類

2.1.1.2按壩的厚度分類

2.1.1.3按壩的結(jié)構(gòu)分類

2.1.1.4按壩體曲率分類

2.1.1.5按水平拱的型式分類

2.1.1.6按水平拱的厚度變化分類

2.1.1.7按建筑材料和施工方法分類

2.1.2拱壩設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1.2.1建基面確定

2.1.2.2體型設(shè)計(jì)

2.1.2.3拱座穩(wěn)定分析

2.1.2.4地質(zhì)缺陷處理

2.1.2.5溫度控制設(shè)計(jì)

2.1.2.6抗震設(shè)計(jì)

2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.2.1混凝土的物理力學(xué)參數(shù)

2.2.1.1壩體混凝土強(qiáng)度等級(jí)

2.2.1.2混凝土重力密度和彈性模量

2.2.1.3混凝土熱學(xué)參數(shù)

2.2.1.4混凝土抗?jié)B和耐久性能

2.2.2壩基巖體的物理力學(xué)參數(shù)

2.2.2.1壩基巖體的工程地質(zhì)分類

2.2.2.2巖體的物理力學(xué)參數(shù)

2.2.3作用和作用效應(yīng)組合

2.2.3.1作用（荷載）

2.2.3.2作用效應(yīng)組合（荷載組合）

2.2.4拱壩混凝土強(qiáng)度安全標(biāo)準(zhǔn)

2.2.4.1拱梁分載法壩體強(qiáng)度安全系數(shù)

2.2.4.2線彈性有限元法壩體強(qiáng)度安全系數(shù)

2.2.5拱座抗滑穩(wěn)定安全標(biāo)準(zhǔn)

2.2.5.1電力行業(yè)規(guī)范

2.2.5.2水利行業(yè)規(guī)范

2.2.5.3水利和電力行業(yè)規(guī)范安全性的對(duì)比

2.2.5.4純摩公式使用范圍

2.3拱壩樞紐布置

2.3.1壩址選擇

2.3.2樞紐布置基本原則

2.3.3樞紐布置典型方案和工程實(shí)例

2.3.3.1泄洪孔口布置

2.3.3.2廠房布置

2.3.3.3樞紐布置工程實(shí)例

2.4拱壩建基面及拱壩體型設(shè)計(jì)

2.4.1拱壩建基面

2.4.1.1基本要求

2.4.1.2規(guī)范規(guī)定

2.4.1.3設(shè)計(jì)思路與工作步驟

2.4.2拱壩體型

2.4.2.1確定拱冠梁

2.4.2.2確定水平拱圈

2.4.2.3初擬拱壩體型

2.4.3拱壩體型優(yōu)化

2.4.3.1優(yōu)化方法

2.4.3.2目標(biāo)函數(shù)與約束函數(shù)

2.4.3.3動(dòng)力優(yōu)化計(jì)算方法

2.5拱壩應(yīng)力分析與強(qiáng)度設(shè)計(jì)

2.5.1拱梁分載法

2.5.1.1基本原理

2.5.1.2調(diào)整向數(shù)選擇

2.5.1.3拱梁體系與荷載劃分

2.5.1.4地基變模取值

2.5.1.5基礎(chǔ)變形計(jì)算

2.5.1.6懸臂梁計(jì)算

2.5.1.7拱圈計(jì)算

2.5.1.8拱壩應(yīng)力計(jì)算通用程序

2.5.2彈性有限元一等效應(yīng)力法

2.5.2.1等效應(yīng)力的計(jì)算方法

2.5.2.2薄層單元的應(yīng)用

2.5.2.3基于有限元等效應(yīng)力法的強(qiáng)度

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.5.3拱壩混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)

2.5.3.1混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度

2.5.3.2混凝土設(shè)計(jì)齡期

2.5.3.3混凝土強(qiáng)度分區(qū)

2.6拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定分析

2.6.1壩肩巖體的滑動(dòng)條件

2.6.1.1滑塊上游邊界

2.6.1.2滑塊下游邊界

2.6.1.3滑塊側(cè)面邊界

2.6.1.4滑塊底面邊界

2.6.2二維剛體極限平衡法

2.6.2.1單位高度拱圈的穩(wěn)定計(jì)算

2.6.2.2淺層滑動(dòng)的穩(wěn)定分析

2.6.3三維剛體極限平衡法

2.6.3.1計(jì)算原理及方法

2.6.3.2塊體組合及滑移模式

2.6.3.3滑動(dòng)面揚(yáng)壓力取值

2.6.3.4滑面力學(xué)參數(shù)取值

2.6.3.5剛體極限平衡法穩(wěn)定計(jì)算

2.6.3.6典型實(shí)用程序介紹

2.6.4剛體彈簧元法

2.6.4.1剛體彈簧元原理

2.6.4.2剛體元計(jì)算方法

2.6.4.3剛體彈簧元的主要優(yōu)勢(shì)

2.6.4.4典型實(shí)用程序介紹

2.7拱壩整體穩(wěn)定分析

2.7.1三維非線性有限元法

2.7.1.1數(shù)值方法概述

2.7.1.2計(jì)算模型的建立

2.7.1.3材料模擬及本構(gòu)關(guān)系

2.7.1.4主要荷載及施加方式

2.7.1.5非線性計(jì)算方法及主要程序

2.7.1.6計(jì)算成果整理及安全評(píng)價(jià)

2.7.1.7變形穩(wěn)定及加固分析

2.7.2地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)

2.7.2.1地質(zhì)力學(xué)模型設(shè)計(jì)

2.7.2.2模型試驗(yàn)成果采集

2.7.2.3試驗(yàn)成果分析及拱壩整體安全度評(píng)價(jià)

2.8拱壩地基處理

2.8.1壩基開挖

2.8.2壩基固結(jié)灌漿

2.8.2.1灌漿范圍

2.8.2.2灌漿深度

2.8.2.3固結(jié)灌漿壓力

2.8.2.4二灘拱壩地基固結(jié)灌漿實(shí)例

2.8.3壩基防滲與排水

2.8.3.1防滲標(biāo)準(zhǔn)

2.8.3.2帷幕灌漿設(shè)計(jì)

2.8.3.3排水設(shè)計(jì)

2.8.3.4二灘拱壩基礎(chǔ)防滲與排水實(shí)例

2.8.4接觸灌漿

2.8.5軟弱層帶處理

2.8.5.1處理目的和要求

2.8.5.2處理措施

2.8.5.3混凝土置換（混凝土塞）設(shè)計(jì)

2.8.5.4軟弱巖帶深部處理

2.9壩體構(gòu)造及附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.9.1壩頂高程

2.9.2壩頂布置

2.9.3壩體分縫

2.9.3.1橫縫

2.9.3.2縱縫

2.9.3.3寬縫

2.9.3.4水平縫

2.9.3.5周邊縫

2.9.3.6永久伸縮縫

2.9.4接縫灌漿

2.9.4.1灌漿系統(tǒng)布置

2.9.4.2出漿方式

2.9.4.3止?jié){

2.9.4.4灌漿

2.9.5壩內(nèi)廊道及交通

2.9.5.1縱向廊道

2.9.5.2橫向廊道

2.9.5.3豎井

2.9.5.4廊道及交通布置的一般要求

2.9.5.5上、下游貼角設(shè)計(jì)原則

2.9.6壩體止水和排水

2.9.6.1止水

2.9.6.2排水

2.9.6.3抽水泵房

2.9.7壩身孔口配筋

2.9.8其他

參考文獻(xiàn)

……

第3章支墩壩

第4章砌石壩

第5章碾壓混凝土壩

第6章混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制

參考文獻(xiàn)