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土石坝1
水工建筑物 本节重点:土石坝的设计基本要求; 碾压式土石坝的类型。 * 水工建筑物 第三章 土石坝 3-1 概述 1、土石坝的定义和发展 2、土石坝的特点 3、土石坝设计的基本要求 4、土石坝的类型 5、土石坝的坝型选择 一. 土石坝定义和发展 2、土石坝的工作原理 与重力坝类似。 3、土石坝的剖面 梯形断面;构造简单。 1、土石坝的定义 ——利用当地土、石料修筑的挡水建筑物,又称“当地材料坝”。 ① 坝身材料以土料为主的称为土坝; ② 坝身材料以石料为主的称为堆石坝。 4、土石坝的发展史 几干年来,在全球所建众多的水坝中,大多数都是土石坝。 中东,中国、印度和斯里兰卡等国家,都有建造土石坝的悠久历史。如印度的古代土石坝就达53000座之多,总长达48000 km。 郑国渠 (公元前246年) 土石坝之所以很早就普遍被采用,主要有以下原因: 一是其筑坝材料极易就地取得; 二是施工技术简单; 三是对地基要求低,可以建在非岩基上。 土石坝在20世纪,其高度发展速度是惊人的,在坝工建设中所占比重越来越大。 盐泉坝 (100m) 提堂坝 (107m) 罗贡坝 (325m) 努列克坝 (302m) (1)施工机械:大型的、多功能的、高效率的土工施工机械的出现,大大提高了土石坝的施工质量,加快了施工进度,降低了单价。 (2)理论与试验:土力学和岩石力学理论和试验技术的发展,以及电算技术在土力学和岩土工程中的应用,提高了石坝的安全性和经济性。 二. 土石坝的特点 (1)筑坝材料就地取材; (2)对地形、地质适应性强; (3)构造简单、运用管理方便。 (4)施工灵活,既适应大型机械,也适应人 力施工。 优点: 缺点:(土石坝是松散颗粒的集合体) 1、坝顶不能溢流; 2、施工导流不方便; 3、坝体工程量大; 4、施工受气候影响大。 三. 土石坝设计的基本要求 1、具有足够的断面,以维持坝坡稳定; 2、设置良好防渗和排水措施以控制渗流; 3、设计合理,防止有害裂缝的发生; 4、坝顶不能溢流,泄洪建筑物具有足够的泄洪能力; 5、采取适当构造措施,抗冲刷,并增加坝体的耐久性。 四. 土石坝的类型 1、按坝高分类:高、中、低坝; 2、按施工方法分类:碾压式土石坝、水力冲填坝、水中填土坝、定向爆破坝。 3、碾压式土石坝分类:均质坝、土质防渗体分区坝(土质心墙坝、土质斜墙坝、多种土质坝)、 人工材料防渗体坝(心墙坝、面板坝)。 坝型选择:坝高、当地材料的种类及储量、气候、施工条件、当地施工队伍设备水平情况等因素; ①均质坝 优点:材料单一、施工方便; 缺点:需要当地粘性土料丰富; 适用条件:当地粘性土料丰富的中、低坝。 ②高坝常常为分区坝: 土质心墙坝、土质斜墙坝,人工材料防渗体坝适宜中、高坝; 一般初选几种坝型,拟定坝体断面轮廓、进一步比较工程量、工期、造价及施工难度,最后选定技术上可靠,经济上合理的坝型。 五. 坝型选择 The end ! 郑国渠坝遗址 位于陕西泾水,用于郑国渠引水,高30m,是世界第一座土石大坝。 5. 罗贡坝(Rogun Dam)和努列克坝(Nurek Dam) 罗贡坝位于塔吉克斯坦境内阿姆河的支流瓦赫什河上,在努列克坝上游70km,是该河6个梯级中最上一个梯级。 罗贡枢纽主要建筑物有坝、电厂和泄洪隧洞等。斜心墙土石坝高335m,坝顶长660 m,坝顶宽20 m,坝底宽l500m,坝体积7550万立方米。电厂的总装机容量360万kw。坝址基岩为下白至纪砂岩、粉砂岩,岩石坚硬。坝区地震烈度为9度。 工程所在地区的自然条件非常复杂,最高气温达40℃,最低 气温-31℃,无霜期一般在180~230天,坝的施工是在极严酷的 环境中进行的。 工程于1976年开工。 努列克坝(Nurek Dam) 1961~1980年建设,坝高300m,土石方量5400万方。电厂有9台机组,装机容量为300万Kw,在1994年能满足该国98%的用电需求。 努列克水库长70Km,引发了多次库区地震 土力学理论的发展: (1)从18世纪中叶到l 9世纪末,人们对土的强度、变形性能以及渗流三大问题曾作过某些个别理论的
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