一、概述根據歷史記載，最早的重力壩是公元前2900年古埃及在尼羅河上修建的一座高15米、頂長240米的擋水壩。人類歷史上修建的第一批堰、壩，都是利用結構自重來維持穩定，結構簡單，安全可靠。1962年瑞士建成了世界上第一座重力壩壩高285米。1949年我國水利水電事業逢勃發展，從1949--1985年，在已建成的壩高30米以上的113座混凝土壩中，重力壩達58座，占總數的51%。50年代首先建成了高105m的新安江和高71m的古田一級兩座寬縫重力壩。60年代建成了高97m的丹江口寬縫重力壩和高147m的劉家峽、高106m的三門峽兩座實體重力壩。70年代建成了黃龍灘、龔嘴重力壩。80年代建成了高165m的烏江渡拱型重力壩和高107.5m的潘家口低寬縫重力壩等。其中長江三峽水利樞紐重力壩，壩高185米。1、概念重力壩是由砼或漿砌石修筑的大體積擋水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整體是由若干壩段組成。2、工作原理重力壩在水壓力及其它荷載作用下必需滿足：A、穩定要求：主要依依靠壩體自重產生的抗滑力來滿足。B、強度要求：依靠壩體自重產生的壓應力來抵消由于水壓力所引起的拉應力來滿足。3、類型按構造不同分為:實體重力壩，寬縫重力壩，空腹重力壩。按作用不同分為:溢流重力壩,非溢流重力壩。按筑壩材料的不同分為:混凝土重力壩和漿砌石重力壩。4、作用在重力壩上的荷載及其組合荷載：（1）自重（包括固定設備重）（2）靜水壓力河動水壓力（3）揚壓力（4）浪壓力（5）泥沙壓力（6）冰壓力（7）土壓力（8）地震荷載（9）溫度作用等。基本荷載（1）壩體及其上固定設備的自重（2）正常蓄水位或設計洪水位似的揚壓力（3）相應于正常蓄水位或設計洪水位時的揚壓力（4）泥沙壓力（5）相應于正常蓄水位或設計洪水位時的浪壓力（6）冰壓力（7）土壓力（8）相應于設計洪水位時的動水壓力（9）其他出現幾率多的荷載；特殊荷載（1）校核洪水位時的靜水壓力（2）相應于校核洪水位時的揚壓力（3）相應于校核洪水位時的浪壓力（4）相應于校核洪水位時的動水壓力（5）地震荷載（6）其他出現機率很少的荷載。5、應力分析方法重力壩應力分析的目的、過程與方法：目的：檢驗大壩在施工期與運用期是否滿足強度要求；同時也是為了解決設計與施工中的某些問題。如為混凝土標號分區和某些部位的配筋等提供依據。過程：A、先進行荷載計算和荷載組合；B、選擇適當的方法進行應力計算；C、檢驗壩體各部位的應力是否滿足強度要求。

方法：A、應力模擬試驗法；B、材料力學法；C、彈性理論解析法；D、彈性理論差分法；E、彈性理論有限元法。目前常用的試驗方法有光測方法和脆性材料電測方法。光測方法有偏光彈性試驗和激光全息試驗，主要解決彈性應力分析問題。脆性材料電測方法除能進行彈性應力分析外，還能進行破壞試驗。近年來發展起來的地質力學模型試驗方法，可以進行復雜地基的試驗。此外，利用模型試驗還可進行壩體溫度場和動力分析等方面的研究。有限元法是20世紀50年代中期隨著電子計算機的出現而產生的一種計算方法。可以處理復雜的邊界，包括：幾何形狀、材料特性和靜力條件。60年代以后，經數學工作者的努力，其應用從求解應力場擴大到求解磁場、溫度場和滲流場等。能解決彈性問題、塑性問題；能解決靜力問題、動力問題；能計算單一結構、復雜的組合結構，是一種綜合能力很強的計算方法。差分法在力學模型上是嚴格的，在數學解法上采用差分格式，是近似的。由于差分法要求方形網格，對復雜邊界的適應性差，所以在應用上遠不如有限元法普遍。這種方法在力學模型和數學解法上都是嚴格的，但目前只有少數邊界條件簡單的典型結構才有解答，所以在工程設計中較少采用。通過對典型構件的計算，是可以檢驗其它方法的精確性。差分法在力學模型上是嚴格的，在數學解法上采用差分格式，是近似的。由于差分法要求方形網格，對復雜邊界的適應性差，所以在應用上遠不如有限元法普遍。二、用材料力學法推導重力壩的應力計算公式（一）材料力學法的假定1）壩體混凝土為均質、連續、各向同性的彈性材料。2）二、用材料力學法推導重力壩的應力計算公式（一）材料力學法的假定1）壩體混凝土為均質、連續、各向同性的彈性材料。2）視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對壩體應力的影響，并認為各壩段獨立工作，橫縫不傳力。3）假定壩體水平截面上的正應力按直線分布，不考慮廊道等對壩-體應力的影響。進行邊緣應力計算的原因：一般情況下，壩體的最大和最小應力都出現在壩面，在重力壩設計規范中規定，首先應校核壩體邊緣應力是否滿足強度要求。（二）邊緣應力計算1.水平截面上的正應力。yu，。yd壩體應力計算圖?yu睿i%kPa)WW6珈、5=(kPa)EW--作用于計算截面上全部荷載的垂直分離的總和,KN.EM--作用于計算截面上全部荷載對截面垂直水流流向形心距的力矩總和,KN-m;B----計算截面的長度剪應力孔=3■—冬)能(kPa)A—上游面水壓力強度，kPa?上游壩坡坡率，Td=(叫一小況3.水平正應力oxu,oxd知=為+6折主應力=(1+tg^B)(Tyu—=%—缶遍寥代cos2^b(三)內部應力+戎￡)冬_敞壩內應力計算微分體微分體平衡方程在一務=0篇-塞-以=。(1).壩內水平截面上的正應力oy.假定。y在水平截面上按直線分布即教丫ua~\~bx坐標原點取在下游壩面，由偏心受壓公式可以得出系數a,b.SMZ6SMa=T~a_12SM(2)—壩內剪應力.利用邊界條件可得出r=%+如z+jr玲缶=bm+冬Xr=1_dby(3)—壩內水平正應力。x.利用邊界條件可得出如=加m+ayC2=S+播對中小型工程可近似假定對中小型工上式中的系數可利用平衡方程及邊界條件直接求得—4^4一2〃口+4B+貧)么+2(短)S一—火彳~力)孔[3〃4+3己一68(m+n)勺一3(m+n)缶+哈上式中的系數可利用平衡方程及邊界條件直接求得三、重力壩的基本剖面重力壩的基本剖面是指壩體自重、靜水壓力（水位與壩頂齊并平）和揚壓力三項主要荷載作用下，滿足穩定和強度要求，并使工程量最小的三角形剖面.非溢流重力壩的實用剖面上游壩面鉛直:適用于混凝土與基巖接觸面間的f、c值較大或壩體內設有泄水孔或引水管道，有進口控制設備的情況II上游卵面上部鉛直y下部傾斜｝既便于布既便于布置進口控制設備，又可利用一部分水重幫助壩體維持穩定.置進口控制設備，又可利用一部分水重幫助壩體維持穩定.上游壩面略向上游傾斜:適用于混凝土與基巖面間的f、c值較低的情四、重力壩失穩破壞的機理,?首先（壩踵處基巖）和（膠面）出現局部區域的剪切屈服范圍逐漸增大并向（上游）延伸，最后形成滑動通道，導致大壩的整體失穩.1.抗剪強度公式K=f（EWWPs神）當接觸面呈水平時，其抗滑穩定安全系數K:K1=f（￡W-U）/P當接觸面傾向上游時，其抗滑穩定安全系數K:抗剪斷公式利用此公式時，認為壩體混凝土與巖基接觸良好，直接材用抗剪斷參數f'和C'計算抗滑穩定安全系數。此處r為抗剪斷摩擦系數，C'為抗剪斷凝聚力。預_擴(WW-U)+廿刀深層抗滑穩定深層滑移一當壩基內存在不利的緩傾角軟弱結構面時，在水荷載的作用下，壩體連同部分巖基沿軟弱結構面產生滑移。地基深層滑動情況十分復雜，失穩機理和計算方法還在探索中。設計時，首先查明地基中的主要缺陷，確定失穩邊界，測定失穩邊界面上的抗剪強度參數;其次是選擇合理的計算方法并規定相應的安全系數法；最后：選擇提高深層抗滑穩定性措施，滿足安全要求。單斜面深層抗滑穩定計算：如圖將軟弱面以上的壩體和地基視作剛體，按下式計算：_f—U+EP血#)L克PcosgqWs而雙斜面深層抗滑穩定計算:壩基內的軟弱面上雙斜面深層抗滑穩定計算:壩基內的軟弱面上很多實際工程中地基內往往存在多條相互切割交錯的斷層或軟弱夾層，構成復雜的滑動面。在作深層抗滑穩定分析時，應驗算幾個可能的滑動通道，從中找出最不利的滑動面組合，進而計算其抗滑穩定安全系數。

Pcosa+W1sina=f1[W1cosa-Psina-Rsin(W-a)-U1]+c1A+Rcos(W-a)K一R一.j2［田sin+W—。舟22?cos（敢+聲）一iy2sin^由此式解出R,將R加在右邊求得右邊抗滑穩定系數K2.二）被動抗力法：與剩余推力法相反，先令②區處于極限平衡狀態（抗滑穩定安全系數為1）,求得抗力R:再計算①區沿AB面的抗滑穩定安全系數K1,作為整個壩段的抗滑穩定安全系數。三）等安全系數法：令①區和②區同時處于極限平衡狀態分別列出兩個區抗滑穩定安全系數K1、K2的計算式，然后令K1=K2，解出抗力R,再將其代回原式，即求得整個滑移體的抗滑穩定安全系數。整體深層抗滑穩定計算.整體深層抗滑穩定計算：整體深層抗滑穩定計算筒

M0=Fd=Q1r1+Q2r2滑動面上所能拱的最大抗滑力矩：最大抗滑力矩M1與滑動力矩M0之比，得出整體深層抗滑穩定的安全系數K：（方"1+以1）門+（￡^8+方2）廣2。丁1+。2廠2&勺和&如一48面和8C面上的摩擦系數和凝聚力；門、L力臂；岸坡壩段的抗滑穩定分析:代、岸坡壩段的抗滑穩定分析:代、4—AB和8C面的長度。u9當靠近兩岸岸坡壩段的壩基面是傾向河床的斜面或折面時，該壩段在上游水壓力及壩體自重作用下，有向下游及河床滑動的趨勢，在三向荷載作用下，使其抗滑穩定性不如河床壩段。u9如圖：是靠近岸坡的一個壩段設岸坡傾角為0,壩塊總重為W，壩基面上的揚壓力為U，上游壩面水壓力為P，壩基面的抗剪強度參數為F或F和c，，滑動面面積為人。將自重分解為對滑動面^的法向分力N=WC0S^D和切向分力T=sin0，并將切向分力和水壓力合成為？，則岸坡壩酬抗滑穩定安全系數為：〃JXN—U)

K=—5~~中_/(N-U)+c'ASS=VT^rP2J=提高壩體抗滑穩定系數的工程措施：SS=VT^rP2（1）利用水重：當壩底面與基巖間的抗剪強度參數較小時，將壩的上游面做成傾向上游，利用水重來提高壩的抗滑穩定性。但上游面的坡度不宜過緩，否則上游壩面容易產生拉應力，對強度不利。（2）采用有利的開挖輪廓線圖開挖壩基時，利用巖面的自然坡度，使壩基面傾向上游。將壩踵高程降低，使壩基面傾向上游，但這將加大上游水壓力，增加開挖量和混凝土澆筑量當基巖比較堅固時，可開挖成鋸齒狀，形成局部的傾向上游的斜面，但能否開挖成鋸齒狀，取決于基巖節理裂隙的構造壩基開挖輪廓（3）當基巖內有傾向下游的軟弱面時，可在壩踵部位設齒墻，切斷較淺的軟弱面，迫使可能滑動面由abc成為a，b。，這樣既增大了滑動體的重量，同時也增大了抗滑體的抗力齒墻設置（4）當下游水位較高，項體承受的浮托力較大時，可考慮在壩基面設置排水系統，定時抽水以減少壩底浮托力.（5）帷幕灌漿、固結灌漿以及斷層、軟弱夾層的處理等將部分壩段或整個壩體的橫縫進局部或全部灌漿，以增強壩的整體性和穩定性。（6）在靠近壩體上游面，采用深孔錨固高強度鋼索，并施加預應力措施，既增加壩體的抗滑穩定，又可消除壩踵處的拉應力。二、在壩趾處采用施加預應力的措施，改變合力R的方向，合ZV/SH增大，從而提高了壩體的抗滑穩定性。五、重力壩的滲流分析（一）.穩定滲流場的計算dHydHy=0式中H-勢頭函數

x,y-坐標系Kx,Ky-沿x,y軸方向的滲透系數勢頭函數還應該滿足一定的邊界條件，如下圖第一邊界B（勢頭值已知），如上，下游的入滲面，出滲面即下游自由滲出段，啟示透視已知的.H=HB第二類邊界C（已知流量邊界條件）,入滲流穩定的浸潤面和不滲水邊界，沒有流量流入，和流出.沏由此二邊界條件，可解出勢頭函數H根據變分原理，可得用有限元法求解勢頭函數H有限元法是用有限個單元的集合體替代連續的滲流場，以三角形單元威力,假定單元內勢頭函數H為線性函數.adK竺〕dxLSrJdx-l莎J=0設三角形單元三個節點的勢頭值分別為Hi,Hj,Hm,式中的三個常數可用三個節點i,j,的坐標及其相應的勢頭值Hi,Hj,Hm表示，于是，勢頭函數單元內勢頭函數H的導數求單元泛函的H的導數

只=%+a腴+a3y離散化為m各單元的滲流場，其泛函數J為各個單元泛函J之和丑二依?卜[如餌廣對所有單元的泛函數求得微分后迭加，使其等于0(求極小值)，可得到泛函對節點勢頭的微分方程組.Hi=0+ciy)T2AH,■=血；?+方成+/2A丑株=C+.^x+cKy)/2A寫成矩陣形式，的穩定滲流的有限元計算公式為[K](H)={F)求解上述總體方程組，即可得出各個節點的勢頭值.滲流體積力的計算滲流在穩定滲流場各點產生的滲透壓力，就像結構物的自重，地震慣性力一樣，也是一種體積力.當一求出滲流場各點的勢頭值后，在H中減去該點的縱坐標y在乘以水的容重r,即可求出各點的滲透壓力p.對三角形單元，設三個節點上的滲透壓力分別為Pi,Pj,Pm,則滲透壓力的分力分量為：將此合力三等分后，移至到三個節點上，即可得到作用于每個節點上的滲流體積力為：3H"函3H將此合力三等分后，移至到三個節點上，即可得到作用于每個節點上的滲流體積力為：六、溫度變化曲線美國海瓦目貝實測邵貿立槨線大量使用水泥,1所以水化問題一直是大家所關注的。如果每立方米混凝十中有200kg水泥，則一百萬方混凝土因水泥水化熱所產生的熱量相當于燃燒2000噸煤所釋放的能量。壩體的溫度變化過程可分為三個階段。第一階段為上升期。主要溫升發生在3--7天內，水化熱溫升的值一般為15--25度，最高可達36度。第二階段為降溫期。達到最高溫度以后，溫度開始回降。接近壩體表面由于散熱快，該部位溫度較早達到穩定溫度。而內部由于散熱慢，需較長時間達到穩定溫度。第三階段為穩定期。靠近壩體表面的溫度隨外界溫度變化而波動，壩體內部一般接近壩址的年平均氣溫。溫度裂縫當壩體內某部位的拉應力超過混凝土的抗拉強度時，就會出現裂縫。重力壩的裂縫多是由于溫度應力而引起的。裂縫可分為：貫穿性裂縫和表面裂縫兩類。其中貫穿性裂縫又分為橫向、縱向和水平向三個方向的裂縫。表面裂縫對大壩的影響不大。各種裂縫圖示橫向貫穿性裂縫會導致漏水和滲透侵蝕破壞。能向貫穿性裂縫會降低壩體的整體性1：水平向貫穿性裂縫會降低大壩的抗剪強度。M1—橫向貫穿性裂縫2—縱向貫穿性裂縫J3—水平貫穿性裂縫4—壩表面裂縫為防止大壩裂縫，除適當分縫、分塊和提高混凝土質量外，還應對進行溫度控制。七、重力壩剖面設計原則：1）滿足穩定和強度要求，以保證大壩安全；2）工程量要盡可能小；3）運用方便，便于施工。重力壩的基本剖面指重力壩在壩體自重、靜水壓力和揚壓力三項主要荷載作用下，滿足穩定和強度的要求，并使工程量最小的三角形剖面。如圖所示，在已知壩高H、水壓力P、抗剪強度參數f,c和揚壓力U的條件下,根據抗滑穩定和強度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸對于完整、堅硬的巖基，f,c值較大，剖面尺寸主要由上游不出現拉應力的條件控制，上游壩坡較陡，甚至可做成倒角（n<0）,但倒角對施工不利，且在庫空時，壩址庫空時，壩址易出現拉應力。反之，對于完整性較差、較軟弱的巖基，f,c值較小，需要將上游壩坡放緩，以便借助上的水重幫助壩體維持穩定，但當n太大時，在滿庫情況下，合力可能超過底邊三分點，壩踵易出現拉應力。根據工程經驗，一般情況下，上游壩坡坡率n=0--0.2，常做成鉛直或上部鉛直下部傾向上游的；下游壩坡坡率m=0.6--0.8；底寬約為壩高的0.7--0.9倍。重力壩的實用剖面根據交通和運行管理的需要，壩頂應有足夠的寬度。為防波浪漫過壩頂，在靜水位以上還應留有一定的超高。1）壩頂寬度。一般取壩高的8%?10%，且不小于2m。當在壩頂布置移動式啟閉機時，壩頂寬度要滿足安裝門機軌道的要求。2）壩頂高程。即壩頂高于靜水位的超高值+洪水位，取設計和校核兩者的最大值。八、重力壩消能防沖設計原則由于溢流壩下泄的水流具有很大的動能，常高達幾百萬甚至幾千萬kw,如潘家口和丹江口壩的最大泄洪功率均接近3000萬kw。如此巨大的能量，若不妥善進行處理，勢必導致下游河床被嚴重沖刷，甚至造成岸坡坍塌和大壩失事。消能的工作原理是將急流變成緩流。消能工消能是通過局部水力現象，把一部分水流的動能轉換成熱能，隨水流散去。實現這種能量轉換的途徑有：水流內部的紊動、摻混、剪切、及旋滾；水股的擴散及水股之間的碰撞；水流與固體邊界的劇烈摩擦和撞擊；水流與周圍氣體的摩擦和摻混等。消能形式的選擇，要根據樞紐布置、地形、地質、水文、施工和運行條件確定。消能工的設計原則是：1）盡量將下泄水流的大部分動能消耗在水流內部的紊動中，以及水流與空氣的摩擦上（2）不產生危及壩體安全的河床和岸坡的局部的沖刷（3）下泄水流平穩，不影響樞紐中其他建筑物的正常運行（4）結構簡單，工作可靠（5）工程量小。常見的消能工形式有：挑流消能、底流消能、面流消能和消力戽消能等。其中，挑流消能方式應用最廣，底流消能方式次之，而戽流和面流消能方式一般應用較少。挑流消能1）挑流消能的特點：挑流消能是利用泄水建筑物出口處的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠的河床，與下游水流相銜接的消能方式。能量耗散大致分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。挑流消能通過鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍和流量分布，對尾水變幅適應性強，結構簡單，施工、維修方便，耗資省。但其下游沖刷較嚴重，堆積物較多，尾水波動與霧化都較大。挑流消能適用于基巖比較堅固的中、高水頭各類泄水建筑物，是應用非常廣泛的一種消能工。2）挑坎體形:主要有連續坎、擴散坎、差動坎、斜挑坎、扭曲坎、高低坎、窄縫坎、分流墩和寬尾墩等。底流消能1）底流消能的特點及措施。底流消能是通過水躍，將泄水建筑物泄出的急流轉變為緩流，以消除多余動能的消能方式。消能主要靠水躍產生的表面旋滾與底部主流間的強烈紊動、剪切和摻混作用。底流消能具有流態穩定、消能效果較好，對地質條件和尾水變幅適應性較強以及水流霧化很小等優點，可適應高、中、低水頭。但護坦較長，土石方開挖量和混凝土方量較大，工程造價較高。根據尾水深度小于、等于或大于水躍躍后水深，下泄水流將出現遠驅、臨界和淹沒水躍三種銜接流態。在工程中，要設計成能產生具有一定淹沒度的水躍，此時水躍消能的可靠性大，流態穩定；但淹沒度不能過大，否則將使消能效率降低，護坦長度加長。臨界水躍消能效果最好，但流態不穩定，有時會產生遠驅水躍，河床需要保護的范圍反而加長，應設法避免。實際工程中，常采用以下三種措施：在護坦末端設置消力坎，在坎前形成消力池；降低護坦高程形成消力池；既降低護坦高程，又建造消力坎形成綜合消力池。2)護坦構造。護坦用來保護河床免受高速水流的沖刷。對底流消能，護坦長度應延伸至水躍躍尾；對其他形式的消能工，當可能產生臨近壩址的沖刷時，也需在壩址下游設置護坦。護坦厚度應滿足穩定的要求，即在揚壓力和脈動壓力等荷載作用下不被浮起。當護坦上的水流流速很高時，應采用抗蝕耐磨混凝土，以防止空蝕及磨損破壞。需要強調指出的是：在護坦分塊之間必須做好止水。經研究認為，護坦分塊在高速水流作用下所產生的振動位移，與混凝土護坦上及分塊間縫中的脈動壓力有關。縫中的脈動壓力隨溢流壩工作時間增長而加大，混凝土塊的振動逐漸加劇，引起“混凝土塊一地基”連接面的疲勞破壞，造成了護坦混凝土塊的振動加大而失穩。實踐證明，縫間無止水設施的護坦是不能持久的，必須加強各分塊之間的機械聯系和止水設施，阻止脈動壓力穿透分塊之間的縫隙，以保證護坦運行的安全。面流消能面流消能是利用鼻坎將主流挑至水面，在主流下面形成水滾，旋滾流速較低，而且系沿河床流向壩址，河床一般不需加固。但需注意防止水滾裹夾石塊，磨蝕壩腳地基。面流消能適用于下游尾水較深，流量變化范圍較小，水位變幅不大，或有排冰、漂木要求的情況。我國富春江、西津、龔嘴等工程都采用這種消能形式。面流消能雖不需要做護坦，但因為高速水流在表面，并伴隨著強烈的波動，使下游在很長的距離內(有的可綿延數里)水流不夠平穩，可能影響電站的運行和下游的航運，而且易沖刷兩岸，因此也須采取一定的防護措施。消力戽消能消力戽的挑流鼻坎潛沒在在水下，形不成自由水舌，水流在戽內產生旋滾，經鼻坎將高速水流挑至表面，其流態如動畫所示，戽內的旋滾可以消耗大量的能量，因高速水流在表面，也減輕了對河床的沖刷。消力戽適用于尾水較深（大于躍后水深）且變幅較小，無航運要求且下游河床和兩岸抗沖能力的情況。高速水流在表面，不需做護坦，但水面波動教大，其缺點與面流消能工相同。消力戽設計的主要內容是：確定反弧半徑、戽坦高度和挑射角度。要求做到：既要防止在下游水位過低時出現自由挑流，造成嚴重沖刷，也要避免下游水位過高，淹沒度太大時，急流潛入河底淘刷壩腳。后一種情況可能更為不利。消力戽的優點是：工程量較消力池小，沖刷坑比挑流式的淺，不存在霧化問題。消力戽的缺點是：下游水面波動大，綿延范圍長，易沖刷岸坡，對航運不利，底部旋滾將泥沙帶入戽內時，摩損戽面，增加了維修費用。九、重力壩的材料和構造（一）混凝土的性能重力壩的建筑材料主要是混凝土，中、小型工程有的也用漿砌石（參見本第十四節），對水工混凝土，除強度外，還應按其所處部位和工作條件，在抗滲、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、低熱、抗裂等性能方面提出不同的要求。（1）混凝土的強度標號。按抗壓強度標號，水工混凝土分為：R75、R100、R200、R300及R400等數種，其中，常用的是R100、R150、R200和R250四種。R75只能在某些不重要的、應力很小的部位或僅作回填及壓重用。高于R300的混凝土應盡量少用，或用僅在局部范圍。混凝土強度隨齡期增長，因此，在選用設計標號規定設計齡期。壩體混凝土的抗壓設計齡期一般可取90d，對施工期較長的高、中壩，可以考慮采用更長的齡期強度如180d。（2）抗滲性。通常用抗滲檣號赤表示。壩體混凝土的抗滲標號，可根據建筑物承受的水頭、滲透坡降、下游排水條件以及水質情況等因素參照表3-15選定。（3）抗凍性。系指混凝土在飽和狀態下，經過多次凍融循環而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，通常以抗凍標號表示。水工建筑物的抗凍標號可根據建筑物所在地區的氣候條件、建筑物的結構類別和工作條件等因素參照表3-16選定。（4）抗沖刷性。是指抗高速水流或挾沙水流沖刷、磨損的性能。目前，對抗沖刷性能要求尚未制訂明確的技術標準。根據經驗，使用高標號硅酸鹽水泥或硅酸鹽大壩水泥和由質地堅硬的骨料拌制成的高標號混凝土，其抗沖刷能力較強。一般情況下，抗沖刷混凝土的抗壓強度應不低于R200。對抗沖刷要求較高的混凝土，其強度應不于R300。（5）抗侵蝕性。是指混凝土抵抗環境水侵蝕的性能。當環境水具有侵蝕性時，就選用適宜的水泥及骨料。（6）抗裂性。為防止大體積混凝土結構產生溫度裂縫，除合理分縫、分塊和采取必要的溫控措施外，還應選用發熱量較低的水泥，減少水泥用量和提高混凝土的抗裂性能。對高壩，近壩基部位28d齡期的混凝土標號，不宜低于R150?R200；（相應極限拉伸值為0.75*10~0.85*10），壩體內部90D齡期的混凝土標號不應低于R100；對中、低壩，上述各部位的混凝土標號及極限拉伸值，可適當降低，但標號不得低于90d齡期R100。（二）混凝土的材料由于水泥的品種不同，其在混凝土凝固和硬化過程中所產生的熱量也不同。我國常用中熱水泥也稱大壩水泥，如礦渣水泥等。水泥的標號愈高，混凝土的強度也愈高，一般水泥約為混凝土標號的2.5?3.0倍。在混凝土中加入摻和料，可減少水泥用量，改善混凝土的抗滲性與和易性，降低工程造價。常用的摻和料為帶有一定活性的粉煤灰，摻和量一般為水泥用量的15%?25%。在混凝土中摻用外加劑，同樣可以節約水泥用量，改善混凝土的和易性，有利于抗滲和抗凍。外加劑的種類很多，常用的有：加氣劑、塑化劑、減水劑等。我國廣西大化工程采用粉煤灰和外加劑，使每m3混凝土的水泥用量從267kg減少到162kg，收到了較好的效果。混凝土中的粗骨料是指粒徑0.5?15cm的天然礫石、卵石或人工碎石。對骨料的要求是：質地堅硬，強度高，扁平狀的顆粒含量符合規范的規定；對其中所含泥土及石粉等雜物必須清洗干凈;不能有堿性反應，否則與水泥起化學作用后，會使混凝土膨脹而斷裂；對含有少量堿性反應的骨料，可配合休用抗堿化反應的水泥。混凝土中的細骨料是指粒徑在5mm以下的天然河沙或人工砂，其中，呈扁平狀的顆粒含量以及粘土、石粉等雜質的含量均符合規范規定的要求。一般不含酸、堿等有害物質的水均可用作拌和水（三）壩體混凝土分區壩體各部分的工作條件不同，對混凝土強度、抗滲、抗凍、抗沖刷、抗裂等性能的要求也不同。為了節約與合理使用水泥，通常將壩體按不同部位和不同工作條件分區，采用不同標號的混凝土。為了便于施工，壩體混凝土采用的標號種類應盡量的少，并與樞紐中其它建筑物的混凝土標號一致。同一筑塊中的標號不得超過兩種，相鄰區的標號不得超過兩級，以免引起應集中或產生溫度裂縫。分區厚度一般不于2-3米，以便筑施工。（四）重力壩的分縫分塊橫縫橫縫止水的細部構造見圖橫縫垂直壩軸線，用于將壩體分為若干個獨立的壩段，其作用是：減少溫度應力、適應地基不均勻變形和滿足施工要求如：混凝土筑能力及溫度控制等。橫縫間距（即壩段寬度）一般為12-20米，也有用到24米的，主要取決于地基特性、河谷地形、溫度變化、結構布置和筑能力等。橫縫有永久性的臨時性的兩種。（1）永久性橫縫作成豎直平面，不設鍵槽，縫內不灌漿，以便使各壩段獨立工作。根據地基及溫度變化情況，一般在壩段