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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