土石坝设计应重视工程实践经验.pdfVIP

维普资讯 2005年 第 24卷 第 2期 ·DWRHE 水 利水 电工程设 计 土石坝设计应重视工程实践经验 林 昭 摘 要 在 国内外修建的各种拦河坝中以土石坝数量最多。由于土石坝属于岩土范畴，计算时往往需对应力应变关 系、物理力学参数或边界条件等做一些假定，计算公式常属于半理论半经验，计算结果难 以准确反映客观实际，不能戎 为设计决策 的惟一依据，因此，土石坝设计必须重视工程实践经验。 关键词 土石坝 工程实践 设计 中图分类号 TV641 文献标识码 A 文章编号 1007—6980(2005)02—0001—04 数。譬如通过坝体应力应变计算，有助于判明哪些 1 土石坝的基本情 况 区域应力水平 S(指计算应力的摩尔圆直径 (仃一 土石坝是用土 、砂 、砂砾 、石料等当地材料分 仃)与相同小主应力 仃下的摩尔破坏圆直径(仃一 层碾压而成的拦河坝。在国内外拦河坝中，土石坝 仃)之 比)超过 1，出现剪切破坏；哪些部位土体 数量首屈一指。据不完全统计，全世界坝高超高 出现拉应力，可能产生裂缝 ；哪些部位可能产生拱 15m的土石坝有 29000多座，我国各种坝高拦河 效应 ，出现低应力区，引起水力劈裂等。凡此种种 坝共有 86000多座 ，其中土石坝 占90％以上。 都需要经过计算，并采取相应的工程措施，因此为 土石坝得到广泛发展的理由：①可就地取材， 了做好土石坝设计，要学好有关专业知识，要有扎 节省水泥、钢材 、木材等 ；②随着土力学理论发展 实的理论基础，熟悉各种计算方法，这是一个容易 和土石坝工程经验的积累，防渗土料已由粘土壤土 被人们所重视的一个方面。 等传统细料扩展到黄土、坡残积土、砾石土等，随 工程实践中容易被忽视的另一方面是工程实践 着大功率振动碾的问世，坝壳石料的采用也由新鲜 经验对做好土石坝设计的重要作用。土石坝设计 坚硬直至软岩 ，以及基坑挖出石渣 ，均可用振动碾 中，无论坝体、坝基都不均匀，都属于非匀质弹塑 碾压密实，可避免早期面板堆石坝由于用抛填法填 性体，进行计算往往要对应力应变关系、物理力学 筑堆石料，蓄水后在水压作用下堆石沉降，使面板 参数和边界条件等做一些假定，属于半经验半理 破裂，产生漏水事故；③对坝基要求相对低，无论 论，通常委托几家做计算，会得出互不相同的结 承载力或抗剪强度都比对混凝土坝要求低，可修在 果，故有时只能供判断和采取工程措施时参考，而 土基、砂砾甚至深厚砂砾基上，而混凝土坝难以做 不能作为设计决策的惟一依据 。如深厚履盖层中的 到；④近年大型土方机械出现，使修建碾压式土石 混凝土防渗墙计算，涉及两侧土压力、下游侧覆盖 坝，从开挖、运输到碾压都能采用大规模机械化施 土的弹性抗力系数、以及墙顶填土与两边填土因拱 工，加快施工进度，缩短建设工期，提高经济效 效应而增加作用在墙顶的填土竖向应力问题，都不 益 ；⑤在一般情况下，尤其在覆盖层较深时，土石 容易算准，计算出来防渗墙的压应力往往远大于实 坝造价往往低于混凝土坝。 测值。又例如，当局部应力水平大于 1，产生局部 由于土石坝数量众多，土石坝设计意义重大。 塑性区，但不等于整体剪切破坏，两者关系是难以 定量的，常由经验判断。再例如，混凝土重力坝与 2 土石坝设计要重视工程实践经验