河海大学水工建筑物土石坝

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冲 产刷 生后 原果 因: :破 土坏 体坝 颗面 粒, 间甚 粘至 结塌 力坡 小; ,易在风浪雨水作用下形成冲刷 (1) 坝顶超高,不使风浪漫顶; 措施:坝(2)面护排坡水::(如增如块强排石凝水护聚沟坡力。()浆砌,干砌),草皮等
(4)沉降:
产生原因:粒间空隙,易产生相对移动,坝体自重及水压力
其他泄水建筑物,(如隧洞、坝下涵管)。 2、施工导流不便。 3、坝体断面大,土料填筑质量易受气候影响。
(三) 根据坝身材料,土石坝分为: 1、土坝; 2、堆石坝; 3、土石混合坝。
它们的工作条件,结构型式,施工方法等虽不 完全相同,但它们之间并没有明显的区别,本 章重点介绍土坝。对于堆石坝和土石混合坝, 仅作一般介绍。
失稳原因:土体抗剪强度小,坝坡过陡;
失稳后果:影响正常工作,严重者导致工程失事;
主要措施:针对失稳原因展开,如合理选材,合理设计
坝坡,做好地基处理,施工质量控制等;
典型断面:缓坡度的梯形剖面。
(2)渗流:
主产要生途的径原:因坝:身土, 坝 坝基 挡,水两后岸,,上有、关下结游合形面成(易水形头成差集;中渗流);
②,③坝型存在的缺点:坝坡过缓,工程量大,固结 慢,强度低,若施工速度 过快,易滑坡。
本章将主要介绍碾压式土坝
均质坝:坝体基本上由一种透水性较弱的粘性土料(壤土
砂壤等)填筑而成,其特点是:整个坝体起防渗
作用。 心墙坝:
分区坝斜墙坝:
人工防渗材料坝:如沥青砼,钢筋砼或其他人工材料
组成的防渗面板或心墙,亦构成可
填料:砂黄砾土及类(砾易质崩粘解壤,土易等脱。水固结,一定渗透性)
条件:水源充足。
③水力充填坝
施工方法:机械抽水至坝顶高的土场,以水冲击土料
形成源泉,经沟渠自流到围埂围成的坝面 后分层填筑,经脱水固结成密实的坝体。
细粒在中部形成防渗体,粗粒形成坝壳。
要求条件:a 有位置合适的料场;b 充足的水和电力。
二、土坝的工作特点及基本要求
土坝构成:由颗粒松散的土料构筑而成。
由于土粒间联结力较低,在渗流、冲刷、沉降、 冰冻、地震等因素的作用和影响下,表现出其 相应的工作特点,所以,土坝设计时主要解决 以下问题:
(1)稳定:
失稳方式:a 不可能发生整体沿坝基面的失稳(断面大);
b 坝坡滑动,坝坡连同部分地基;
三、土坝类型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 按施工方法分类:
水 碾中 压填 式筑 土土 坝坝 水力冲填坝
①碾压式土坝
施工方法:机械分层压实; 填料:土、砂卵石、风化石碴等; 应用情况:最多的一种坝型。
②水中填土坝
施工方法:a 将填土面分格(修筑围堰);b 在分格内
灌水形成水池;c 填土(逐层填筑);
机理:靠自重压料,排水固结;
2、适应地基的变形能力强。对地形、地质条 件的要求在所有坝型中是最 低的。
3、施工方法灵活性大。由于构造简单,既适 应于简单人工堆筑又适宜于高度机械化施工, 不仅大大提高了施工速度,施工质量也容易保 证。
4、运用管理方便,工作可靠,便于维修扩建。 并具有一定的抗震性。
(二) 主要缺点: 1、坝顶不能溢流,常需在河岸另开溢洪道或
普遍性––据1972年统计,全国共建成高于15 米的土石坝12000余座,占所有各类坝型的95 %。
目前世界上两座最高的坝均为土石坝
罗努贡列坝克:坝32:350m0m塔吉克共和国
国内:陕西石头河坝:105m
一、土石坝的特点
(一) 主要优点:
1、就地取材。节省水泥、钢材、木材,并已 积累相当丰富筑坝经验。
第六章 土 石 坝 教学安排: 1、课内学时:8学时 2、课外试验一次:时间待定 3、习题二道:渗流计算一道
稳定计算一道
第一节 概述
土石坝––故名思义,是由土料和石料堆筑而成 的坝。因此,又称之为当地材料坝。既是一种 最古老的坝型,也是现代世界各国普遍采用的 一种坝型。
古老性––如黄河大堤,安徽省寿县的安丰塘等 都是建于春秋时代(公元前722~公元前481年) 或更早时期就已建成。
浸润面(图3-1)-坝体内的自由水面。饱和区存在
浮托力,减小有效重力,内摩擦角,粘结
控制因素:渗 渗流 透量 坡力: 降,过 :起存大 坡土在时 降坝渗影 过失透响 大事力蓄 ,水 发;,生 。对渗稳定透不变利形。,严重者引
主要措施:围绕上述控制因素展开。如可靠的 防渗排水(上防下排)
(3)冲刷:
2o浸润面以上要求定的干区保护厚度。 (冰冻引起水体急剧膨胀,水4℃左右体积最小)
(6) 地震:
ab自水然库地蓄震水诱发地震
为什么会诱发地震?渗漏水流进入紊流状态, 发生脉动,例如自来水管放水发生振动。
危害:
ab
增加坝坡坍塌可能性 对于中、细砂,粉砂,易引起液化破坏。
土坝的失事主要原因 1、 漫顶:30%; 2、坝坡坍塌:25%; 3、地基渗漏:25%; 4、坝下涵管出事:13%; 5、其他:7%;
应的面板坝和心墙坝。
第二节 土坝的剖面尺寸与构造
一、坝顶和坝坡
1、坝顶高程:坝顶高程常指设计高程。为了 保证库水不溢过或溅过坝顶,坝顶高程必须在 正常和非正常运用的静水位以上,且有足够的 超高。
超高值△h按式(6–1)确定:(见图6–2)
△h=hB+e+a 式中:hB––波浪爬高(m);
作用下,引起坝体及坝基压缩变形;
后果:沉降过大,坝高不足,影响运行,不均匀沉降过大
引起裂缝,威胁大坝安全;
解决措施:(1) 予留沉降;
(2)合理设计剖面和细部构造,正确选择施工控制
(5) 抗冰冻: 1o主要发生于严寒地区,对于粘性土,必须采
取保护措施,设计中常以无粘性料作为保护层, 其厚度应满足规范要求。
(6–1)
e––最大风壅高度(m);
a––安全加高(m),取决于大坝级别和运用情况 见表6–1
①风浪壅高e计算:
e K U 2D
2gHcos
(6–2)
式中 : K––综合摩阻系数 一般为0.036 U––水面以上10m处的风速 m/s D––吹程 (km) H ––坝前水域的平均水深(m) β––风向与水域中线与坝轴线的法向线间的夹 角。
②波浪爬高hB计算 定 义:波浪爬高是指由静水面起沿建筑物
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