土石坝
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第一节概述土石坝是指由土料、石料或土石混合料,采用抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。
堤坊是沿河岸构筑的护岸建筑物,大多数采用土石坝的结构形式,在许多方面土石坝与堤坊都存在共性。
由于结构简单、施工方便、可就地取材和投资低等特点,因而土石坝是应用最为广泛和发展最快的一种坝型,也是历史最为悠久的坝型。
一、土石坝的工作原理土石坝是土石材料的堆筑物,主要利用土石颗粒之间的摩擦、粘聚特性和密实性来维持自身的稳定、抵御水压力和防止渗透破坏。
一般来说,土石坝为维持自身稳定需要较大的断面尺寸,因而有足够的能力抵御水压力。
因此,土石坝工程主要面对两个问题:确保自身稳定和防止渗透破坏。
其中自身稳定包括滑坡、沉陷和冲刷问题。
1、滑坡由于土石材料为松散体,抗剪强度低,主要依靠土石颗粒之间的摩擦和粘聚力来维持稳定,没有支撑的边坡是填筑体稳定问题的关键。
所以,土石坝失稳的型式,主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动,影响坝体的正常工作,甚至导致工程失事。
为确保土石填筑体的稳定,土石坝断面一般设计成梯形或复合梯形,而且边坡较缓,通常1:1.5〜1:3.5 。
此外,渗流也是影响坝体稳定的重要因素。
2、渗流水库蓄水后,土石坝迎水面与背水面之间形成一定的水位差,在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量,还会使背水面的土体颗粒流失、变形,引起管涌和流土等渗透破坏。
在坝体与坝基、两岸以及其他非土质建筑物的结合面,还会产生集中渗流现象。
防止渗流破坏的原则是“前堵后排” ,在坝前(迎水面)采取防渗、防漏的工程措施,减少渗流量,同时要尽量排除渗入坝体的水量,降低渗流对坝体的不利影响。
3、沉陷由于土石颗粒之间存在较大的孔隙,在外荷载的作用下,易产生移动、错位,细颗粒填充部分孔隙,使坝体产生沉降,也使土体逐步密实、固结。
如果土石坝颗粒级配不合理,沉降变形、不均匀会产生裂缝,破坏坝体结构,也会降低坝顶高程,使坝的高度不足。
土石坝的沉陷与坝体、坝基的土石材料有关,因此,土石坝设计需要考虑土石材料选用、坝基处理、填筑工艺等因素,筑坝时应有适量的超填。
第三章 土石坝第一节 概述土石坝是由坝址附近的土石料填筑而成的一种坝型,所以又称当地材料坝。
土石坝是建造历史最悠久、应用最普遍的一种坝型。
我国已建成15m 高以上的水坝约9万座,其中90%以上为土石坝。
另外大量的江、河、湖、海堤防工程绝大部分实质上也属于土石坝,只是堤防工程的用途及运行工况与水库大坝稍有差异。
土石坝被广泛采用的原因:①就地取材最大限度利用当地天然土石料⇒⎪⎩⎪⎨⎧↓↓↓对外运输量水泥、钢材用量 ②对地基变形的适应能力强,几乎可以适应任何地基除了严重喀斯特地区坝址存在大溶洞或淤泥深度太大,地基处理不经济,不适宜建坝之外,土石坝几乎可以在任何地基建造。
但是如果非要在那些地区建坝不可的话,土石坝仍然是最好的选择,因为土石坝自重小、抗震能力强。
四川野勒水电站坝址强透水覆盖层60多m ,采用沥青混凝土心墙土石坝。
③施工方法选择具有灵活性土石坝结构简单、施工技术容易掌握,既可采用简单机具施工,又可高度机械化施工。
土石坝的缺点:①坝身一般不允许泄洪需另建泄洪建筑物,往往给枢纽布置带来困难。
②施工导流困难由于坝身不能溢流,要求施工期洪水全部通过导流隧洞或涵洞排泄。
③施工受气候条件影响比较大在恶劣气候如雨季和严寒冰冻情况下,填土质量难以保证,往往导致施工延期。
一、土石坝的工作特点和基本要求土石坝是由散粒体的土石料填筑而成的挡水建筑物,散粒之间凝聚力比较低,在渗流、冲刷、沉降、冰冻、地震等因素作用下,表现出不良的物理状态,降低建筑物的功能,甚至引发工程事故。
因此要根据土石坝的工作特点提出相应的设计要求。
⑴ 渗流散粒体渗透性强,而且渗流对散粒体的影响又十分显著。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⇒↓⇒⎪⎭⎪⎬⎫↓↓⇒水量损失漏水坝坡稳定性渗流动水压力土的有效重量时,发生渗透变形〉当渗流ϕ,[J]J c因此土坝要特别注意采取渗流控制措施。
⑵ 冲刷一方面:散粒之间凝聚力低⇒抗冲刷能力低另一方面:坝面破坏、塌坡下游坝坡受雨水冲刷上游坝坡受风浪淘刷⇒⎭⎬⎫ 因此要采取护坡措施,并且不允许水库漫坝。
土石坝介绍第一节概述土石坝是指由当地土料、石料或混合料,经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。
土坝当坝体材料以土和砂砾为主时,称土坝;堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时,称堆石坝;土石混合坝当两类材料均占相当比例时,称土石混合坝。
由于筑坝材料主要来自坝区,因而也称当地材料坝。
土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是:(1)可以就地取材,节约大量水泥、木材和钢材,几乎任何土石料均可筑坝。
(2)能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
(3)大功率、多功能、高效率施工机械的发展,提高了土石坝的施工质量,加快了进度,降低了造价,促进了高土石坝建设的发展。
(4)岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展,提高了大坝分析计算的水平,加快了设计进度,进一步保障了大坝设计的安全可靠性。
(5)高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等设计和施工技术的综合发展,对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。
一、土石坝的特点和设计要求(1)稳定方面。
土石坝不会产生水平整体滑动。
土石坝失稳的形式,主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。
(2)渗流方面。
土石坝挡水后,在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。
坝体内渗流的水面线叫做浸润线。
浸润线以下的土料承受着渗透动水压力,并使土的内磨擦角和粘结力减小,对坝坡稳定不利。
(3)冲刷方面。
土石坝为散粒体结构,抗冲能力很低;工程措施:①在土石坝上下游坝坡设置护坡,坝顶及下游坝面布置排水措施,以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响;②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高,以防止洪水漫过坝顶造成事故;③布置泄水建筑物时,注意进出口离坝坡要有一定距离,以免泄水时对坝坡产生淘刷。
(4)沉陷方面。
由于土石料存在较大的孔隙,且易产生相对的移动,在自重及水压力作用下,会有较大的沉陷。
为防止坝顶低于设计高程和产生裂缝,施工时应严格控制碾压标准并预留沉陷量,使竣工时坝顶高程高于设计高程。
土石坝工作原理土石坝是一种由土石料堆积而成的防洪水坝,它是利用土石料的自然性质和结构,通过堆积、压实和固结而形成的一种防洪水工程。
土石坝的工作原理主要包括以下几个方面:一、重力作用。
土石坝的重力作用是指土石料本身的重量对坝体的稳定性起着重要作用。
坝体的重力足以抵御水压力和地基沉降,从而保证坝体的稳定性和安全性。
土石坝的坝体通常呈三角形或梯形,这样设计可以使坝体的自重得到最大限度的利用,从而增强了坝体的稳定性。
二、土石料的自然性质。
土石坝的工作原理还与土石料的自然性质密切相关。
土石料具有较好的渗透性和抗渗性,可以有效阻止水流的渗透,从而保证坝体的密实性和稳定性。
此外,土石料还具有一定的抗冲刷性和抗风化性,能够抵抗外部环境的侵蚀和破坏,保证了土石坝长期稳定工作。
三、坝体的压实和固结。
土石坝的工作原理还包括坝体的压实和固结。
在坝体的堆筑过程中,需要对土石料进行适当的压实和固结,以增强坝体的稳定性和密实性。
通过压实和固结,可以使土石料之间的空隙减少,颗粒间的摩擦力增加,从而提高了土石坝的整体稳定性。
四、坝体的渗流和排水。
土石坝的工作原理还包括坝体的渗流和排水。
在坝体内部会存在一定的渗流和排水现象,需要通过排水系统将渗流水排出,以保证坝体内部的稳定性。
同时,排水系统还可以有效减小坝体内部的水压力,降低了坝体的受力情况,保证了土石坝的安全性。
总之,土石坝的工作原理是多方面的,包括重力作用、土石料的自然性质、坝体的压实和固结、坝体的渗流和排水等方面。
这些因素共同作用,使得土石坝能够有效地防止洪水的侵袭,保护人民的生命财产安全。
土石坝的工作原理对于防洪工程具有重要意义,对于提高防洪水能力和保护人民的生命财产安全具有重要意义。
⒈土石坝的优缺点是什么?优点:①就地、就近取材,节省水泥、木材和钢材,外线运输少;②对地形、地质和气候条件要求低适应性强;③高效施工机械的运用,土石坝施工速度快,降低工程造价;④施工技术简单,方便机械化作业。
⑤岩土力学试验计算技术的发展,缩短设计周期,为土石坝安全提供可靠保障。
缺点:①坝身不能过水,必须另设溢洪道;②施工导流工程量大;③土料施工受季节影响大⒉土石坝的设计要求及工作特点是什么?设计基本要求:①具有较缓的坝坡,维持坝坡稳定;②设置良好的防渗排水设施,控制渗流及渗透破坏;③洪水绝不可漫顶,泄洪建筑物泄流能力足够大;④坝体材料分布合理,防止产生危害性裂缝;⑤坝面设置护坡,避免冲刷干裂、动物做穴。
工作条件:①渗透水流对坝体影响大渗透饱和减小土体抗剪强度渗透压力作用土体具有渗透变形的可能②风浪雨水冲刷坝面影响③沉降变形影响④冰冻干裂地震影响⒊土石坝的主要类型是什么?按施工方法:碾压式土石坝,冲填式土石坝、水中填土坝和定向爆破土石坝。
按坝体结构:均质坝、土质防渗体坝、非土质防渗体坝⒋土石坝渗流分析的目的是什么?分析方法有哪些?渗流计算目的:①确定坝体浸润线,为稳定计算土料分区、渗透压力提供依据;②确定渗流流速和渗透坡降,检查渗透稳定及进行防渗布置;③计算渗漏流量,了解水量损失,为排水设计的依据。
水流计算方法:流体力学法:计算严谨,繁琐,简单边界条件才有解。
流网法:图解方法,需要反复修正。
水力学法:简单易行,近似求解,精度可满足工程要求⒌土石坝渗透变形的形式是什么?防止渗透变形的工程措施是什么?渗流变形类型:管涌—在渗流作用下土中的细颗粒由骨架孔隙通道中被带走而流失的现象。
主要发生在较疏松的无粘性土中。
流土—在向上渗流作用下,表层局部粘性土体被顶起或均匀砂土颗粒群发生浮动而流失的现象。
接触冲刷—渗流两种土层接触面上或是建筑物与地基接触面上流动时,将细颗粒沿接触面带走的现象。
接触流土—在渗流系数相差悬殊的两种土层交界面上,由于渗流垂直于层面流动,将渗流系数较小土层中的细颗粒带入渗流系数较大土层中的现象。
第四章土石坝第一节概述 (1)第二节土石坝的基本剖面 (3)第三节土石坝的渗流分析 (6)第四节土石坝的稳定分析 (14)第五节筑坝材料选择与填筑标准 (22)第六节土石坝的构造 (24)第七节土石坝的地基处理 (29)第八节土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 (34)第九节堆石坝 (36)第十节土石坝的运用管理 (39)第一节概述●土石坝是指由当地土料、石料或混合料,经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。
●土坝当坝体材料以土和砂砾为主时,称土坝;●堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时,称堆石坝;●土石混合坝当两类材料均占相当比例时,称土石混合坝。
由于筑坝材料主要来自坝区,因而也称当地材料坝。
土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是:(1)可以就地取材,节约大量水泥、木材和钢材,几乎任何土石料均可筑坝。
(2)能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
(3)大功率、多功能、高效率施工机械的发展,提高了土石坝的施工质量,加快了进度,降低了造价,促进了高土石坝建设的发展。
(4)岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展,提高了大坝分析计算的水平,加快了设计进度,进一步保障了大坝设计的安全可靠性。
(5)高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等设计和施工技术的综合发展,对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。
一、土石坝的特点和设计要求分析土石坝的四大问题(1)稳定方面。
土石坝不会产生水平整体滑动。
土石坝失稳的形式,主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。
(2)渗流方面。
土石坝挡水后,在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。
坝体内渗流的水面线叫做浸润线。
浸润线以下的土料承受着渗透动水压力,并使土的内磨擦角和粘结力减小,对坝坡稳定不利。
(3)冲刷方面。
土石坝为散粒体结构,抗冲能力很低;工程措施:①在土石坝上下游坝坡设置护坡,坝顶及下游坝面布置排水措施,以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响;②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高,以防止洪水漫过坝顶造成事故;③布置泄水建筑物时,注意进出口离坝坡要有一定距离,以免泄水时对坝坡产生淘刷。
土石坝的组成
嘿,朋友们!今天咱们来聊聊土石坝。
土石坝啊,就像是一个超级大的“土堆”,但可别小瞧它哦,它的作用那可大着呢!
土石坝主要是由坝体、防渗体、排水设施和护坡这几个部分组成的。
坝体,那可是土石坝的核心呀,就好像是房子的主体结构一样,它要承担着挡水、蓄水的重任呢!想想看,如果坝体不牢固,那水不就一下子冲过来啦?
再来说说防渗体,它就像是给土石坝穿上了一件防水的衣服,防止水从坝体里渗出去呀。
这要是没有防渗体,那水都漏光了,土石坝还怎么发挥作用呀!
排水设施呢,就像是土石坝的“小助手”,它能及时把多余的水排出去,保持土石坝的稳定。
要是没有它,土石坝就可能被水给泡坏啦。
还有护坡,这可是保护土石坝的“卫士”呀!土石坝长期暴露在外面,会受到各种风吹雨打、水流冲刷,护坡就能保护坝体不被破坏呢。
土石坝和我们的生活可是息息相关的哦!它能帮我们蓄水灌溉农田,让庄稼长得更好;能为我们提供清洁的水源,保障我们的生活用水;还能发电呢,给我们带来光明和便利。
它就像是一个默默奉献的“大英雄”,守护着我们的生活。
所以啊,土石坝虽然看起来简简单单的,但它的组成部分都有着非常重要的作用呀!它们相互配合,共同为我们的生活服务呢。
土石坝真的是太了不起啦!。