(精品)水利工程第三章三.ppt

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1、第三节土石坝 土石坝的优点土石坝的优点土石坝的优点土石坝的优点筑坝材料能就地取材。筑坝材料能就地取材。筑坝材料能就地取材。筑坝材料能就地取材。适应地基变形的能力强。适应地基变形的能力强。适应地基变形的能力强。适应地基变形的能力强。构造简单。构造简单。构造简单。构造简单。运用管理方便。运用管理方便。运用管理方便。运用管理方便。土石坝的缺点：土石坝的缺点：土石坝的缺点：土石坝的缺点：坝顶不能溢流。坝顶不能溢流。坝顶不能溢流。坝顶不能溢流。施工导流不方便。施工导流不方便。施工导流不方便。施工导流不方便。坝体填筑工程量大。坝体填筑工程量大。坝体填筑工程量大。坝体填筑工程量大。一、土石坝的工作条件一、土

2、石坝的工作条件一、土石坝的工作条件一、土石坝的工作条件和设计的一般要求和设计的一般要求和设计的一般要求和设计的一般要求 1 1 1 1）土石坝的工作条件）土石坝的工作条件）土石坝的工作条件）土石坝的工作条件 渗流影响渗流影响渗流影响渗流影响 冲刷影响冲刷影响冲刷影响冲刷影响 沉陷影响沉陷影响沉陷影响沉陷影响 其他影响其他影响其他影响其他影响2 2 2 2）土石坝设计的）土石坝设计的）土石坝设计的）土石坝设计的一般要求一般要求一般要求一般要求（1 1 1 1）不允许水流漫顶，要求坝体有一定）不允许水流漫顶，要求坝体有一定）不允许水流漫顶，要求坝体有一定）不允许水流漫顶，要求坝体有一定的超高；的超

3、高；的超高；的超高；（2 2 2 2）满足渗流要求；）满足渗流要求；）满足渗流要求；）满足渗流要求；（3 3 3 3）坝体和坝基必须稳定；）坝体和坝基必须稳定；）坝体和坝基必须稳定；）坝体和坝基必须稳定；（4 4 4 4）应避免有害裂缝及必须能抵抗其他）应避免有害裂缝及必须能抵抗其他）应避免有害裂缝及必须能抵抗其他）应避免有害裂缝及必须能抵抗其他自然现象的破坏作用；自然现象的破坏作用；自然现象的破坏作用；自然现象的破坏作用；（5 5 5 5）安全使用前提下，力求经济美观。）安全使用前提下，力求经济美观。）安全使用前提下，力求经济美观。）安全使用前提下，力求经济美观。二、土石坝的类型二、土石坝的

4、类型二、土石坝的类型二、土石坝的类型 按坝体高度可分为：高按坝体高度可分为：高按坝体高度可分为：高按坝体高度可分为：高坝、中坝、低坝。按施工方坝、中坝、低坝。按施工方坝、中坝、低坝。按施工方坝、中坝、低坝。按施工方法可分为：碾压式土石坝，法可分为：碾压式土石坝，法可分为：碾压式土石坝，法可分为：碾压式土石坝，抛填式土石坝，水力冲填坝抛填式土石坝，水力冲填坝抛填式土石坝，水力冲填坝抛填式土石坝，水力冲填坝和定向爆破堆石坝等。和定向爆破堆石坝等。和定向爆破堆石坝等。和定向爆破堆石坝等。均质坝均质坝心墙坝心墙坝斜墙坝斜墙坝按土料在坝体中的配置和防按土料在坝体中的配置和防渗体所用的材料又可分为：渗体所

5、用的材料又可分为：斜心墙坝斜心墙坝多种土质坝多种土质坝三、土石坝的剖面及构造三、土石坝的剖面及构造三、土石坝的剖面及构造三、土石坝的剖面及构造 （一）土石坝的组成（一）土石坝的组成 土石坝的坝体剖面由坝土石坝的坝体剖面由坝身、防渗体、排水设备、护身、防渗体、排水设备、护坡四部分组成。坡四部分组成。坝身：是土石坝的主体，维持坝的稳定；坝身：是土石坝的主体，维持坝的稳定；坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身坝身防防渗渗体体：降降低低浸浸润润线线，防防止止渗渗透透破破坏坏和和减减少少渗渗透透水水量量；一一般般采采用用塑塑性性、心心墙墙和和斜斜墙墙，均均由由渗渗透透系系

6、数数较较小小的的粘粘性性土土料料构构成成。排水设备：安全地排除渗透水，增强下游排水设备：安全地排除渗透水，增强下游坝坡的稳定性；坝坡的稳定性；贴坡排水贴坡排水综合式排水综合式排水护坡：防止波浪、冰层温度变化、雨水和水护坡：防止波浪、冰层温度变化、雨水和水流等对坝坡的破坏。流等对坝坡的破坏。（1 1）上游坝坡受波浪淘刷、渗流、冰冻等破）上游坝坡受波浪淘刷、渗流、冰冻等破坏作用；上游护坡：砌石护坡、堆石护坡、坏作用；上游护坡：砌石护坡、堆石护坡、沥青砼护坡等；沥青砼护坡等；（2 2）下游面有雨水、风、动物、根部发达的）下游面有雨水、风、动物、根部发达的植物以及干裂等破坏。下游护坡：碎石或砾植物以及

7、干裂等破坏。下游护坡：碎石或砾石护坡，还可采用草皮护坡。石护坡，还可采用草皮护坡。（二）土石坝的剖面（二）土石坝的剖面 土石坝的基本剖面是一土石坝的基本剖面是一个梯形，它的尺寸主要应满个梯形，它的尺寸主要应满足挡水、边坡稳定和防渗的足挡水、边坡稳定和防渗的要求。要求。坝顶高程、坝顶宽度、坝的坝顶高程、坝顶宽度、坝的上下游边坡、防渗体和排水上下游边坡、防渗体和排水设备的轮廓尺寸等。设备的轮廓尺寸等。坝顶高程坝顶高程坝顶高程坝顶高程坝顶宽度坝顶宽度1:1.51:1.5HL四、筑坝土料的性质四、筑坝土料的性质 一般土料原则上均可作为碾压式土石坝的筑坝材一般土料原则上均可作为碾压式土石坝的筑坝材料，或

8、经处理后用于坝的不同部位。但下列土料料，或经处理后用于坝的不同部位。但下列土料不宜采用：沼泽土、斑脱土、地表土及含有未完不宜采用：沼泽土、斑脱土、地表土及含有未完全分解有机质的土料。全分解有机质的土料。粘性土：防渗性能好，宜做土坝的防渗材料，但不能用粘性土来做均质坝。非粘性土：抗渗性较差，不能用它做防渗体，可做排水设备的材料。壤土：常用来做单种土质的坝（均质坝）五、土坝的渗流、稳定和地基处理五、土坝的渗流、稳定和地基处理（一）渗流分析（一）渗流分析水库蓄水后，由于上下游水位差的关系，水流水库蓄水后，由于上下游水位差的关系，水流会通过坝体土粒之间的空隙从上游向下游流动。会通过坝体土粒之间的空隙从

9、上游向下游流动。渗流分析的目的：渗流分析的目的：（1 1）确定坝体内浸润线的位置；）确定坝体内浸润线的位置；（2 2）确定坝体及坝基的渗流量，以估算水库）确定坝体及坝基的渗流量，以估算水库的渗漏损失；的渗漏损失；（3 3）确定坝体和坝基渗流逸出区的渗流坡降，）确定坝体和坝基渗流逸出区的渗流坡降，检查产生渗透变形的可能性；检查产生渗透变形的可能性；（4 4）为坝体稳定分析和布置观测设备提供依）为坝体稳定分析和布置观测设备提供依据。据。常用的渗流分析方法：流体力学方法、水力常用的渗流分析方法：流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。学方法、流网法和试验法。（二）土石坝的稳定分析（二）土石坝的稳定

10、分析目的目的分析坝体及坝基在各种不同的工作条件下可分析坝体及坝基在各种不同的工作条件下可能产生的稳定破坏形式，通过必要的力学计算，能产生的稳定破坏形式，通过必要的力学计算，校核坝剖面的安全度，经过反复修改定出经济剖校核坝剖面的安全度，经过反复修改定出经济剖面。面。确定土坝稳定性，主要指边坡的抗滑稳定。确定土坝稳定性，主要指边坡的抗滑稳定。（三）地基处理（三）地基处理目的：目的：（1 1）渗流控制）渗流控制（2 2）稳定控制）稳定控制（3 3）变形控制）变形控制第四节第四节 碾压砼坝与砼面板堆石坝碾压砼坝与砼面板堆石坝一、碾压砼坝一、碾压砼坝 采用少灰超干硬性砼经碾压密实凝结而采用少灰超干硬性砼

11、经碾压密实凝结而成，它在形式和分析计算方法上与一般常规成，它在形式和分析计算方法上与一般常规砼坝基本相同，只是在材料和施工工艺上做砼坝基本相同，只是在材料和施工工艺上做了重大的改进。了重大的改进。胶凝材料：胶凝材料：常态砼：水泥常态砼：水泥 RCCRCC砼：水泥、粉煤灰。砼：水泥、粉煤灰。二、砼面板堆石坝二、砼面板堆石坝面板堆石坝迅速发展的原因1、面板设计于堆石体上游面，水压力在上游坝面的铅直分力有助于坝的稳定，坝体工程量是土石坝中最小的；2、振动碾压使得高密实度堆石体变形小；3、面板兼有护坡防浪作用，经济合理；4、面板在上游面，便于检查维修；5、坝体填筑没有粘性土填方，施工干扰小，气候影响也小，基本可全年施工。弱点：面板对基础沉陷敏感，不抗漂浮物冲击。