Гравітаційні греблі.
Гравітаційна гребля застрахована від розвалу, якщо результуюча всіх діючих на неї сил тиску і тяжіння прикладена до основи споруди; проте для греблі бездоганною конструкції потрібно, щоб ця результуюча додавалася до основи ядра, розташованого в середній частині тіла греблі. Стискають напруги, що розвиваються в низовий і верхової опорних призмах греблі, можна розрахувати з формули V / b (1 ± 6e / b), де V - вертикальна складова сили реакції опори, e - видалення точки її застосування від центру, b - ширина підстави греблі ; знак плюс в дужках береться для низової призми, а мінус - для верхової. Якщо точка докладання результуючої сили виходить за межі середньої третини підстави призми греблі, але все ж знаходиться в межах самого заснування, то напруга на низовий призмі визначається за формулою 2V / (b / 2 - e). При цьому допустимі напруги повинні бути з запасом менше руйнують. Зрушенню греблі перешкоджає в основному її тертя по грунтовому ложу, що дорівнює добутку V Ч f. де f - коефіцієнт тертя. Опір зрушенню греблі забезпечується додатково заглибленням виступів її підошви (зубів) в грунт.
Гравітаційні греблі в плані зазвичай являють собою дуги, що спираються на круті і міцні берега річки; таким спорудам притаманні властивості арок. Розподіл опору зсувам такої греблі, взагалі пропорційне масі і іншим фізико-механічними характеристиками матеріалу, з якого вона побудована, не вдається описати точною формулою.
Найчастіше вода просочується за кам'яну греблю через підстильний шар грунту. Якщо гребля ставиться на пласті водопроникної породи, то зазвичай її діафрагма заглиблюється в грунт так, щоб повністю перекрити шлях фільтраційної води або звести її просочування до мінімуму. Напірну грань греблі намагаються зробити водонепроникною, але все одно в тілі греблі бажано заздалегідь передбачити дренаж просочується води. Земляні греблі зазвичай роблять з діафрагмою з бетону або серединну частина їх товщі (ядро) заповнюють більш щільним грунтом. У кам'яно-накидних греблях або зводяться водонепроникні діафрагми (з конструкцій і щільних природних матеріалів), або їх напірні межі виконують з бетону, асфальтобетону або листової сталі.
При будівництві гребель з монолітного бетону необхідно передбачати спеціальні заходи, що виключають появу тріщин, через які може проникнути вода. Справа в тому, що при замісі на воді суміші цементу з піском і гравієм або бутовим каменем в утворюється масі рідкого бетону розвивається хімічна реакція з виділенням тепла і підвищенням температури, а потім, при затвердінні, бетон остигає нерівномірно і відбувається його усадка, при якій в ньому можуть утворитися усадочні раковини і тріщини. Шкідливі наслідки розігрівання і усадки бетону, здатні привести до утворення порожнин і тріщин, можна зменшити, контролюючи процес замісу різними способами: використовувати в ньому цемент з низькою екзотермії; зводити до допустимого мінімуму частку цементу; попередньо остуджувати розчин до його укладання, щоб створюваний бетонний блок формувався вже при низькій температурі; охолоджувати замішують масу, використовуючи водяну або будь-яку іншу систему охолодження. Зазвичай ширина формованого монолітного блоку не повинна перевищувати 15 м, товщина шару бетонного розчину, що укладається за один прийом, - 1,5-3 м. Наступний шар або суміжний блок можна укладати після закінчення деякого часу або при відповідному зниженні температури вже укладеного розчину. Стики сусідніх блоків перекриваються гідроізоляційними заслонами з гуми, пластику або нержавіючої металу. Проте передбачаються заходи для вільного відтоку води з внутрішньої сторони гідроізоляції.
Арочні греблі.
Арочна гребля в вигляді єдиної дуги, що перекриває річковий потік від одного берега до іншого, відрізняється міцності достоїнствами своєї конструкції. Вона витримує натиск води завдяки трьом важливим властивостям, в сукупності забезпечує її стійкість: 1) опору вертикальних елементів її конструкції (які діють як консолі, закладені в основу); 2) масі; 3) особливостям арочної конструкції, що спирається кінцями на берегові підвалини і передавальної через них напір води. Якщо річкова долина щодо вузька, то основне навантаження водної маси витримує арка як така; коли русло широко, істотну роль грають і інші два властивості. У експериментальної греблі Стівенсон-Крік, розрахованої на перепад рівнів води 18 м, відірвалася опорна призма напірної грані при перепаді рівнів 6 м, але після цього арка витримала повне навантаження. При відповідному рельєфі місцевості будівництво арочної греблі економічно вигідно, тому в 20 в. таких споруд зведено досить багато.
Напруги, які відчувають елементи конструкції арочної греблі, іноді розраховують, розглядаючи греблю як сегмент кругового циліндра з розподіленою радіальної навантаженням. При цьому вид формули досить простий: S = 41,9RH / T. де S - напруга, R - радіус кругового циліндра, H - висота водяного стовпа, розташованого вище рівня розглянутого елемента конструкції греблі, T - товщина арки греблі на цьому рівні. В результаті виходить, що товщина повинна бути постійна на одному і тому ж рівні і збільшуватися від гребеня до основи греблі. Оскільки при цьому не враховуються напруги, що виникають із-за температурних змін, усадки матеріалу і укорочення ребра арки, модель простого циліндра потребує уточнення і, беручи до уваги розміри гребель, необхідно проводити розрахунки по всій послідовності горизонтальних перетинів тіла греблі, розглядаючи кожне з них як пружну арку, забиту кінцями в берегові підвалини. Процедура розрахунків подібна до тієї, яка використовується при конструюванні арочних мостів.
Оскільки поперечний переріз долини річки має V-подібний профіль, дуга гребеня арочної греблі виявляється набагато довше дуги її заснування. Якщо в розрахунках по горизонтальних перетинах від гребеня до основи греблі брати за основу дуги одного і того ж радіуса, то кривизна підстави греблі виявиться недостатньою, тому деякі арочні греблі розраховують за умови сталості центрального кута для всіх горизонтальних поперечних перерізів. Однак ця умова іноді приводить до негладким контурам проектованого споруди, тому на практиці зазвичай знаходять компромісні підходи, користуючись постійністю то радіуса, то центрального кута.
Багатопрогонові греблі.
Щодо низькі греблі на річках з широким руслом в скельному ложі нерідко будують із структурних вузлів у вигляді безперервних прольотів між опорами, контрфорсами або фермами. Напірні перекриття, що формують напірну грань греблі, можуть являти собою бетонні циліндричні арки, армовані бетонні плити або конструкції листової сталі або товстих дерев'яних дощок. Кут нахилу напірної поверхні греблі щодо напрямку течії річки зазвичай вибирають близьким до 45 °. тому складова ваги води, що діє на греблю, сприяє підвищенню її стійкості.