土石坝.pptVIP

李奎 2011.10.11 认识土石坝 土石坝是利用坝址附近的土石料填筑（碾压或夯实）而成的挡水建筑物，亦称当地材料坝。 土石坝是应用最为普遍的传统坝型，其筑坝历史可以追溯到四千多年前,我国已建的坝高超过15m的7万多座大坝中，有95%是土石坝 土石坝的分类 均质坝 （单一材料） 粘土心墙坝 （中心为粘土斜墙） 粘土斜墙坝 （中心为粘土斜墙） 土石坝的特点 一 .土石坝的优点: 1. 筑坝材料可就地取材，节省大量钢材、水泥、木材等建筑材料； 2 .适应地基变形的能力强，对地形、地质条件的要求在所有坝型中是最低的； 3 .结构简单，施工工序少，施工技术容易掌握，可人工填筑，也可高度机械化施工，施工速度较快，造价较低廉； 4 运用管理方便，工作可靠，加高、扩建和维修较容易。 二 .土石坝的主要缺点: 1. 一般不允许坝顶溢流，常需另开溢洪道； 2 .施工导流不如混凝土坝方便，常因此增大工程造价； 3 .坝体断面大，粘性土料的施工受天气影响较大等 土石坝设计步骤 正文 一.坝型选择 考虑因素： 1. 坝区工程地质状况 (a) 地形地貌 (b) 地层岩性 (c) 水文条件 2. 坝区周围筑坝材料 其中土石坝的筑坝材料 一般就地即可取材 二. 剖面拟定 1. 通过调洪演算确定上游最高洪水位 2. 确定下游尾水位 3. 确定坝顶高程 4. 确定坝顶宽度 5. 确定上下游护坡及马道 （设计的坝顶高程是坝沉降稳定后的坝顶高程，故施工时应预留足够的沉降量。一般施工质量良好的土石坝，坝体沉降量约为坝高的0.2％－0.4％。） 坝坡从上到下可以分级放缓，相邻上下两级的坡比差值(n下-n上)一般不超过0.5。 变坡处设置宽度不小于1.5～2.0m马道，以便观测、维修、拦截坝坡雨水和交通之用。 超高值△h= e+ hＢ+hC 式中 e----风浪引起的坝前水位壅高(m) hB----波浪在坝坡上的爬高(m)　　　　 　　 hC----安全加高(m) 三.渗流分析 主要内容: 1.确定坝体浸润线及下游逸出点的位置， 为坝体稳定计算提供依据 2.计算坝体和坝基的渗流量，估算水库的渗漏损失； 3.求坝体和坝基局部的渗透坡降，验算该处是否会发生渗透破坏 四.大坝稳定分析 分析坝体及坝基在各种不同条件下可能的失稳形式，校验其稳定性，确定坝体经济剖面 土石坝发生局部滑动后，形成滑裂面。土石坝坝坡稳定计算首先要确定滑裂面的形状，滑裂面的形状和坝体结构、土料及、地基性质及坝的工作条件有关。一般包含圆弧滑动面，直线或者折线滑动面，复合滑动面 圆弧滑动面 折线滑动面 复合滑动面 考虑荷载及荷载组合情况 1.坝体自重,其中坝体内浸润线以上部分按湿容重计算,下游水位以上按饱和容重，下游水位以下部分按浮容重计算 2.渗透压力,主要对边坡稳定不利 3.空隙水压力 （主要对有效应力的影响） 4.地震荷载 （土石坝一般采用拟静力法进行抗震稳定计算，拟静力法进行抗震稳定计算时对于均质坝厚斜墙坝和厚心墙坝可采用瑞典圆弧法按规定进行验算) 土石坝动力法抗震稳定分析 设计烈度为8,9度的70m以上土石坝或地基中存在可液化土时应同时用有限元法对坝体和坝基进行动力分析综合判断其抗震安全性土石坝动力分析 采用有限元法对坝体和地基进行动力分析宜符合下列基本要求 按材料的非线性应力应变关系计算地震前的初始应力状态 采用试验测定的材料动力变形特性和动态强度 采用等效线性化的或非线性时程分析法求解地震应力和加速度反应 根据地震作用效应计算沿可能滑裂面的抗震稳定性以及计算由地震引起的坝体永久变形 五.大坝地基处理 基本要求： 控制渗流， 控制稳定， 控制变形。 软土地基的处理（加固为主） 淤泥层地基处理（挖除、压重） 细砂地基处理（板桩、砂井 软粘土地基处理（换砂、振冲） 砂卵石地基处理 防渗设施: 粘性土截水槽 混凝土防渗墙 灌浆帷幕 帷幕灌浆作用：降低坝底渗流压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基渗流量。 为了改善坝底节理裂隙发育或有破碎带的岩石的物理力学性能还需要进行的固结灌浆工程。 作用①提高