拱坝是一个空间壳体结构（图1-10），在平面上形成拱向上游的拱圈。坝体所承受的水压力及泥沙压力等荷载，大部分通过拱的作用，压向两岸基岩。图1-11（b）表示拱坝的垂直剖面，坝底与基岩固接。坝体在横向外荷载作用下犹如一系列的悬臂梁，因此一部分荷载还可通过梁的作用传到坝底基岩。坝体在水平向外荷载作用下的稳定性主要是依靠两岸拱端的反力作用，并不全靠坝体自重来维持稳定，这是拱坝的一个主要工作特点。
由于拱是一种推力结构，在外荷载作用下主要是承受轴向压力，有利于发挥混凝土或浆砌石材料的抗压强度。拱的作用利用得越充分，材料的强度特点就更能发挥，坝体厚度可以减薄，坝的体积减小，可以节省工程量。对于同一坝址，拱坝体积比同一高度的重力坝大约可以节省1/3～2/3，所以，在经济意义上，拱坝是一种很优越的坝型。
图1-10 拱坝的形态
利用拱结构的特点，拱坝能将外荷载产生的巨大推力传到两岸。当两岸有坚实岩体的可靠支承时，坝体在受压情况下是稳定的。在抗震性能上，由于拱坝是整体性的空间结构，坝体比较轻韧，弹性较好，只要基岩稳定，拱坝抗震能力是比较高的。
修建拱坝在很大程度上要受到坝址地形和地质条件的影响。拱坝要求河谷比较狭窄，最好是左右两岸大致对称，岸坡平顺无突变。在地形上，以向下游收缩的峡谷段最适于修建拱坝，如图1-11（a）、（c）所示，坝端下游有足够的岩体支承，可以保证坝体的稳定。
图1-11 拱坝的平面图与剖面图
河谷断面形状的影响也很大。左右对称的“V”形河谷最适于发挥拱的作用，靠近底部水压强度虽大而拱跨最短，因此，底拱的厚度仍可较薄[图1-12（a）]。“U”形河谷靠近底部，拱的作用显著降低，大部分荷载由梁作用来承担，所以坝的底部厚度一般较大[图1-12（b）]。梯形河谷的情况则介于这两者之间。同时，河谷两岸的基岩必须能承受由拱端传来的巨大推力，在任何工作情况下都能保持稳定，不致危及坝体的安全。理想的地质条件是基岩比较均匀、坚固完整、有足够的强度、透水性小而且抗风化能力强。如果岩体节理裂隙发育或局部有断层破碎带，必须进行严格的加固处理。
图1-12 河谷形态对荷载分配和坝体剖面的影响
拱坝对地质条件的要求最高，除考虑重力坝对地基的要求外，还应注意以下几点：
（1）要求有较高的承载力。由于拱坝断面小，基础压应力大，因此，要求坝基岩体的强度要高。如果存在软弱夹层、断层破碎带等不利结构面，应进行专门的处理。(www.daowen.com)
（2）要有足够的整体性和均一性。拱坝是整体结构，因此两岸及河床岩体要完整，弹性模量要均一，以免发生不均匀变形。对于重力坝来说，局部的不均匀沉陷只影响某些坝段，而对于拱坝，局部的不均匀沉陷会影响整个坝体，产生附加应力，导致坝体破坏。
（3）两岸坝肩要有足够的稳定性。拱坝两岸坝肩承受着拱端传递来的巨大水平推力，因此，要求坝肩岩体稳定性要高。特别注意两岸与河谷平行的断层、节理、层理、卸荷裂隙等构成的滑动面，并要求拱端有较厚的稳定岩体。
法国马尔帕塞拱坝的溃决，极好地说明了与推力方向一致的软弱结构面存在的危险性。该坝高60m，底宽6.26m，顶宽1.5m，建于片麻岩上。水库蓄水后，坝上游岩体因不均匀变形而产生拉应力，导致陡倾软弱结构面逐渐被拉开达10～22mm，使大坝发生相对于坝顶的旋转，并使空隙水压力增大。张裂向深处发展，使其与缓倾软弱面相连，二面上空隙水压力急剧增高，坝基滑移加速发展，结果使坝体发生绕坝顶和绕右坝肩的双重旋转，在坝体中部的坝基位移达82mm（图1-13）。坝基的不均匀位移和松动使坝体内应力重分布而形成一个有效拱。左坝肩岩体中有密集的裂隙带发育，由于承受不了由有效拱传递来的巨大推力而被压裂，引起该处混凝土基墩的滑动，最终导致1959年12月2日当库水接近满库时的突然溃坝。
图1-13 马尔帕塞拱坝失事时的位移平面图（a）及失事后的典型剖面图（b）
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