水工建筑物土石坝课件.ppt

'土石坝(earthandrockfilldam) 授课内容第一节概述一、土石坝及其优缺点二、土石坝的类型三、土石坝的发展四、土石坝的工作特点与设计原则 第一节概述一、土石坝及其优缺点土石坝是土坝与堆石坝的总称。利用坝址附近的土石料填筑而成的挡水建筑物。又称“当地材料坝”。10036235总计1.4489支墩坝4.41592拱坝11.54180重力坝82.729974土石坝%已建坝数量坝型 世界土石坝按国家或地区分类统计图 世界最高的土石坝：罗贡坝(335m，塔吉克斯坦)中国最高的土石坝：小浪底(154m)（中国建成的最高面板堆石坝，清江水布垭，233m）小浪底土石坝 -6-结构特点：散粒体结构，稳定靠土体的抗剪强度来控制；只会出现局部滑动而失稳，不会出现整体滑动失稳或倾覆失稳问题；坡度大，断面大，体积大。 优点：1筑坝材料就地取材，造价低；2适应地基变形能力强；3施工方法灵活，技术简单；4结构简单，工作可靠，维护方便。 缺点：1坝顶不能溢流；2施工导流不如混凝土坝方便；3粘土防渗体施工受气候影响。 二、土石坝的类型按施工方法分：（1）碾压式土石坝－应用最多（2）抛填式堆石坝（3）定向爆破堆石坝（4）水中填土坝广东南水定向爆破堆石坝(81.3m) 按土石料在坝体中的配置及防渗设施位置和材料分：（1）均质坝－绝大部分由一种土料组成（2）分区坝－由不同渗透特性的料区组成 分区坝：心墙坝——把防渗体放在坝体中部，断面比均质坝小。斜墙坝——把防渗体放在靠近上游坝面处，有效降低坝体浸润线，但适应地基变形的能力比心墙坝差。易产生纵向裂缝，抗震性能不如心墙坝。土石混合坝——土石各占相当比例；越靠近防渗体，土料性能越接近防渗体。 土质材料心墙坝人工材料心墙坝 土质材料斜墙坝人工材料斜墙坝 斜心墙坝 三、我国土石坝的发展⑴我国历史上有文献记载的可追溯到公元前598-591年。⑵建国前用现代技术修建的土坝仅甘肃的鸳鸯池水库大坝一座，50年代几次扩建后坝高37.8m。⑶建国后土石坝建设的三个阶段：1949-1957年1958-1980年1980年以来 建成或在建的大型土石坝水布垭面板堆石坝（2009，233m） -17-四、土石坝的工作特点和设计要求散粒体结构，导致以下问题：（1）稳定问题（2）渗流问题（3）沉降问题（4）冲刷问题（5）冻害、冰害、地震等 （1）稳定问题坝体为散粒结构，抗剪强度低，易滑动。土石坝的失稳一般是坝坡滑动或坝坡连同地基一起滑动的剪切破坏（特有）。设计要求：应保证在施工期和各种可能的工作条件下都是稳定的。 （2）渗流问题散粒体结构，在上下游水位差作用下经坝体和地基向下游渗透，产生渗透压力和渗透变形，严重时会导致坝体失事。 -20-4）渗流的主要危害①渗漏；②减轻土体有效重力，降低摩擦角及凝聚力，渗透动水压力，增加滑坡的可能；③渗透变形：土石坝及地基中的渗流，由于物理和化学作用，土体颗粒流失，导致土壤发生局部破坏，称为渗透变形。5）常见渗透变形的型式管涌、流土；接触流失、接触冲刷等。 设计要求：按“上堵下排”的的原则采取有效防渗、排水措施。 -22-（3）沉降问题土粒间存在孔隙，土体颗粒之间易产生相对位移，在坝体自重和水压力作用下，土石坝会有明显的沉降变形。危害：◎引起挡水高度不足；◎不均匀沉降使坝体开裂，威胁坝安全。设计要求：◎确定坝顶高程时考虑所有可能的沉降；◎可能产生不均匀沉降的结构部位提出措施。 -23-（4）冲刷问题土颗粒间的凝聚力很小，其抗冲能力很低。设计要求：◎坝顶应有足够的超高，不允许漫顶；◎上下游坝面和坝顶需采取保护措施，保证坝体安全。 -24-（5）其他问题◎冰压力◎冬天冻融，夏天干裂◎动物破坏◎地震，粉砂地基的振动液化设计要求：对上下游坝坡和坝顶采取有效防护措施，设计出良好的护坡及坝顶结构；控制粉砂密实度，防止液化。 206座土石坝事故原因分析 第三组主讲：程朝评委：杨丹组员:关贺伟、张棒棒、刘鑫范利涛、郝鹏飞、袁帅'