文档介绍：第三章 水工建筑物的作用及作用效应组合
本次课主要教学内容
。由于侧面散热而在沿厚度方向形成显著的内外温差。
第三节 温度作用
温度应力
（4）几点说明
    当按弹性体计算混凝土结构的温度和湿度变化引起的应力时，可考虑混凝土的徐变作用（即当外荷载持续作用时，混凝土的变形随时间而逐渐增加，混凝土内的应力则随时间而“松弛”（减小））而予以降低。
   重力坝、大头坝、平板坝等一般均设置温度伸缩缝，作为防裂措施，因此设计时周期性温度变化不是主要荷载。
   拱坝和连拱坝，由于它们是固接于岩基上的整体结构，坝身不设永久性伸缩缝，设计时必须将周期性温度变化列为主要荷载。
  土石坝，一般不考虑温度荷载。对于坝块上部，基岩约束的影响很小。由于侧面散热而在沿厚度方向形成显著的内外温差。
第三节 温度作用
温度应力计算方法
（1）施工期温度应力
（2）运行期温度应力
第三节 温度作用
温度应力计算方法
定温度边界：如与库水接触的坝面，岩石地基面上。
放热边界：比如与空气接触的坝面上。
第三节 温度作用
金安桥重力坝稳定温度场 小湾拱坝稳定温度场
第三节 温度作用
温度应力计算方法
拱坝计算的拱梁分载法仅计及Tm、Td的变化，而不考虑Tn。非线性温差Tn虽是引起结构表面裂缝的重要原因，但其引起的应力具有自身平衡的性质，不影响结构整体的变位和内力，故可不计
平均温度Tm和截面内外温差Td的变化值的具体计算公式可参阅:
《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077—1997)
《混凝土拱坝设计规范》(SL282-2003)
《混凝土重力坝设计规范》 (SL 319-2005)
本次课结束！
本次课主要教学内容
第四节 水工建筑物的渗流作用
基本概念
(1) 扬压力的概念
假定坝体不透水
筑坝挡水后，在上、下游水位差的作用下，水将经过坝体和坝基向下游渗漏，形成渗透水流。 渗流从上游流向下游的过程中，逐步消耗着水头，相应于某一计算点剩余水头的压力称为该点的渗透压力。
第四节 水工建筑物的渗流作用
基本概念
(1) 扬压力的概念
若计算点在下游水位以下，则在该点处又存在着静水压力，也称为浮托力。
该点所受的总水压力即为该点的渗透压力和浮托力之和。
水压力是各向相等的。当我们考虑建筑物底面或其他水平截面的这种荷载时，其方向是向上的，因此****惯上称为扬压力。
扬压力作用在100%的截面面积上。
第四节 水工建筑物的渗流作用
基本概念
当孔隙水因受压而逐渐排除时，所加的荷重才逐渐转移到土粒骨架上，这一过程称为固结过程。土粒骨架所承担的应力称为有效应力 ，孔隙水所承担的应力称孔隙水压力，两者之和称为总应力 。
当水库刚建成蓄水时，水可能尚未渗入材料内部。此时，对土体施加荷重，土体内的应力为总应力，等于有效应力
当水库长期蓄水运行后，水已充分渗入坝体和地基内，则在计算时应计入渗透压力，此时有效应力等于总应力减去渗透力。
第四节 水工建筑物的渗流作用
渗流分析的方法 (1) 流体力学法：由达西定律和稳定渗流的连续性条件方程及边界条件，求解：
(2) 水力学法：在流体力学基础上，做若干假定、简化、求解渗流区域内的平均渗流要素。
第四节 水工建筑物的渗流作用
渗流分析的方法 (3) 有限单元法：流体力学的数值解法
(4) 手工绘制流网法
(5) 实验方法 ：常用的有电模拟法、电网络等模拟试验法
渗透力计算
混凝土、土体和岩体都是透水材料，渗透水压力是渗流场内由水流的外力转化为作用于土体的内力或体积力，或者说是由动水压力转化为作用于土体的体积力的结果。单位土体沿渗流方向所受的渗透力为：  
总渗透力可通过积分得到：
第四节 水工建筑物的渗流作用