重力坝

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重力壩是用混凝土砌石英语Stonemasonry建成的水壩,用材料本身的重量來抵抗水要往下流的水平壓力。重力壩的設計是使壩身的每一部份不需其他壩身的支撐,本身即可穩定[1][2]

原理[编辑]

大古力水坝屬於重力坝

重力壩是用壩體本身的重量去抵抗水因為重力要下游流動的力[3]。水壩中的水會產生往下游的橫向壓力,產生一讓水壩沿著其坝堤底(水壩往下游處最底部的一點)旋轉的力矩。水壩結構的重量要和此力矩對抗,也就是產生往另一方向旋轉的力矩。水壩設計者需確保水壩重量夠重,其產生力矩可以比水的橫向壓力產生的力矩要大。在工程中,只要重力作用在壩體上的力及水壓作用在壩體上的力,其合力作用在在壩堤底上游即可。

而且,設計者需要考慮壩體的造形,使得若壩體往上游那一面,不會受到往上的張力,此原因是因為在實務上,最好是讓壩體的材料堆積起來即可,不僅要考慮讓壩體材料緊實,還需要考慮垂直的張力。

上述消除壩體上游面張力的外形,也避免了需平衡壩體下游面壓縮力的需求,因此也較經濟。

不過這類的重力壩,就需要有不滲透,且有高強度的壩基。

當設置在適當的地點,重力壩會比其他種類水壩要適合,若在一個仔細研究過的壩基上修築,重力壩可能是水壩最好的範例。在許多地區對洪水的恐懼是很有力的訴求,可能有些地區其他種類水壩會比較適合且較具經濟效益,但卻因為對洪水的恐懼而修築了重力壩。

分類[编辑]

重力坝最常見的分類可依其用的材料來分類:

重力壩也可以依其形式來分類:

重力壩可以依其結構高度分類:

  • 低,最高到30公尺。
  • 中等高度,30到100公尺。
  • 高,超過100公尺。

參考資料[编辑]

書目[编辑]

  • Kollgaardand, E.B.; Chadwick, W.L. Development of Dam Engineering in the United States. US Committee of the International Commission on Large Dams. 1988. 
  • Dams of the United States - Pictorial display of Landmark Dams. Denver, Colorado: US Society on Dams. 2013.