浅谈土工格栅在高心墙堆石坝抗震设计中的应用

问题 之一 。土 石坝震 害 实 例 、 动 台模 型试 验 及 地 振 震 动力反应 分析 均表 明 ， 坝体 上部 １５～１４坝高 范 ／ ／ 围坝体 的地 震动 力 反应 较 大 ， 土石 坝 抗震 设 计 防 是
收 稿 日期 ：ｏ ｏ一 ９— ５ ２ ｔ ０ ０
８ 墙面板 为 Ｃ ５钢 筋混 凝 土矩 形面 板 ； ｍ； ２ 每隔 ｌ ０～
格栅进 行坝顶 抗震 加 固以来 ， 坝顶 加 筋 已成 为 目前 高土石 坝抗震 加 固 设计 的主要 方法 。近 年来 ， 已建 的冶勒 沥青混 凝土 心 墙 堆石 坝 、 牛家 砾 石 土心 墙 水
材料 密切结合 成加 筋 土 或加 筋 堆石 体 ， 依 靠 筋材 其
与土或 堆石体 的相互 作用 以及格栅 网眼所具有 的特
材料 ， 在土或 堆石体 压实后 ， 由于土或堆 石体 与筋带
坝体 上部 １５～１４坝 高范 围进 行 抗震 加 固是 目前 ／ ／ 高土石 坝抗 震设计 的主要 措施 。借 鉴土工格 栅加筋
技术 ， 对坝顶 堆石 进行加 筋 ， 靠筋 材与堆石 体之 间 依
的摩擦 和嵌 锁咬合 作 用 传递 拉 应 力 ， 增加 堆 石 体 的 变形模 量 ， 改善加 筋 堆石 复 合 体 的抗 剪强 度 和 变形 特性 ， 以提 高堆石 的整体性 及抗 震稳 定性 。 ． 自 １８ 首 次 在 Ｃ ｓａｅ土 石 坝 上 铺 设 土 工 ９６年 ａｃｄ
护 的主要部 位 Ｊ 。在高 心墙 堆 石 坝抗 震 设 计 中 ， 对
１ 应用 背 景介 绍
土或 堆石 体 具有 一定 的抗 压强 度 和抗 剪 强度 ， 但抗拉 性能较 差 。土或堆 石结构 在 自重 或外 力 的作 用下 易产生变 形或失 稳 。加筋 土工技术 正是基 于 这 点 ， 土或堆 石体 中一 定 部位 铺 设 水 平方 向的 加 筋 在
近 年来 ， 国西 部地 区拟建 的高 土石 坝越 来 越 我
多。但 由于西部 地 区地 质 条件 复 杂 、 震频 繁 且 强 地 度 高 ， 土石坝 的抗震 安 全 是 工程 设 计 关 注 的 主要 高
（ ） 川 大地 震 后 ， 南 交通 大 学对 国道 Ｇ １ １汶 西 ２３ 都 江堰一 映秀段加筋土结构进行 了震 害调查 统计 。 ｊ 加筋 土挡 墙 震 害情 况 ： 调查 共统 计 了 ６处 加筋 土挡 土挡 墙 ， 加筋 土挡墙 最 大高度 为 １ ２ ｍ， ４— ０ 挡墙 长度 ５ ０—１ ５ 挡墙分 二级设 置 ， 料为碎 砾石 土 ， ３ ｍ； 填 筋带 采 用 Ｃ Ｔ ０ ２ ０ 钢 塑 复 合 带 ， 度 为 ５～ Ａ ３００ Ｃ 长
水 电站 设 计
第２ 卷 第２ ７ 期
Ｄ Ｈ Ｐ ２０１ Ｓ １年 ６月
浅谈 土 工格 栅 在 高 心墙 堆 石 坝抗 震 设 计 中的应 用
冉从勇 ， 喻 畅
（ 中国水电顾 问集 团成都勘测设计研究 院， 四川 成都 ６０７ ） １０ ２
摘
要： 目前 土 工 加筋 技 术 已广 泛 应用 于公 路 、 路 、 场 、 港 、 市 建 设 和 生 态环 境 等 工 程 中 ， 在 水 库 大 坝 工 程 中 的应 用 还处 铁 机 海 城 但
２ 在 汶 川 大地 震 中相关 工 程 土 工格 栅 加筋体 的抗震性能
２ １ 国道 Ｇ １ ． ２ ３加 筋 土 结 构在 汶 川 大 地 震 中和实验 研 究 表 明 ， 筋土 的强 度 和稳 加
定性 比无筋 土有较 大 的提高 ｊ 。
作者简介 ： 冉从勇 （９９一）， ， １７ 男 四川汉源人 ， 工学硕 士， 工程师 ， 主要从事水工结构设计及研究工作。
１ｍ 处设置 伸缩 缝 ， 缩 缝 宽 ２ｍ。在 汶川 大 地震 ５ 伸 ｃ
中仅 ２处 挡墙 在地震 中遭 受破 坏 。破 坏原 因一 处 为
为 ３０ 横河 向及 竖 直 向 加速 度 放 大 倍 数 约 为 ２０ ．， ．。
殊 的嵌 锁和 咬合作 用 ， 制其 上 下 土 或堆 石 体 的侧 限
向变形 Ｊ从 而增加 土或堆 石体 结构 的稳 定性 ， ， 提
堆石坝 、 跷碛 砾石 土 心墙 堆 石 坝 以及 瀑布 沟 砾石 土 心墙堆石 坝等 均采用 土工 格栅进 行坝顶抗 震加 固 。
高土或堆石体的抗剪强度和变形特性。
前 已被广 泛应用 于软基 加 固 、 防 、 堤 高速公 路 、 道 、 铁
机场 和挡土墙 等工程 实 践 中 ， 得 了 良好 的工 程 效 取
果 与经 济效益 。同 时 ， 内外 学 者对 土 工 格栅 的加 国 筋 机理 和变 形 特 性 作 了 大量 的理 论 分 析 和 试 验 研
我 国从 ２ ０世 纪 ８ ０年代 开始应用 土工 加筋 技术
以来 ， 因其实用有 效 、 工 简 单 、 价较 低 而迅 速 得 施 造
到推广 。土工格 栅是 一种常 用 的土工 加 筋材 料 ，目
笔者结合瀑布沟水电站砾石土心墙堆石坝的抗 震设 计 和施工对 土工 格栅 在高堆石 坝抗震 设计 中的 应 用作一 总结 ， 与 同行 探讨 。 愿
大坝 地震 反应从 监 测廊道 位 置到下 游 坝脚位 置沿水
路基强度不够 ， 一处 也仅第二级平 台有轻微开裂鼓 胀 现象 ， 不影 响挡 墙使用 和 功能 。 但 加 筋 土路 基震 害 情 况 ： 该路 段 加 筋土 路 基 一共
于不断 的摸索修正中。本文结合瀑布沟水 电站砾石土心墙堆石坝工程的设计和施工对土工加筋技术在高堆石坝抗震设计 中的应
用作 一 总 结 。
关键词 ： 土工格栅 ； 心墙堆石坝 ； 抗震设计 ； 坝加固
中 图法 分 类 号 ：Ｖ ４ ． １ Ｔ ３２ Ｔ ６ １４ ； Ｖ ｌ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０３— ８ ５ ２ １ ）２—０ １ ０ １０ ９ ０ （０ １０ ０ １— ５