《土石坝与堤防》PPT课件

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1、第二章土石坝与堤防第一节概述第二节土石坝剖面设计第三节细部构造与坝体材料第四节渗流分析第五节土石坝稳定分析第六节土石坝的坝基处理第七节堤防与河道整治建筑物第一节概述土石坝是指由土料、石料或土石混合料，采用抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。由于筑坝材料主要来自坝址区，因而也称为当地材料坝。堤防是沿河岸修建构筑的护岸建筑物，大多数采用土石坝的结构形式，在许多方面土石坝与堤防都存在共性。土石坝历史悠久，是应用最为广泛和最有发展前途的一种坝型。一、土石坝的工作特点和设计要求（一）稳定土石坝失稳的型式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基

2、一起滑动，影响坝体的正常工作，甚至导致工程失事。为确保土石填筑体的稳定，土石坝断面一般设计成梯形或复合梯形，而且边坡较缓。（二）渗流渗流不仅使水库损失水量，还会使背水面的土体颗粒流失、变形，引起管涌和流土等渗透破坏。防止渗流破坏的原则是“前堵后排”。（三）沉陷由于土石颗粒之间存在较大的孔隙，在外荷载的作用下，易产生移动、错位，细颗粒填充部分孔隙，使坝体产生沉降，也使土体逐步密实、固结。（四）冲刷土石坝为散粒结构，抗冲能力低，受到波浪、雨水和水流作用，会造成冲刷破坏。（五）其他冬季结冰、夏季干裂、地震影响、穴居动物影响等。二、

3、土石坝的类型（一）按坝高分类土石坝按其坝高可分为低坝、中坝和高坝。（二）按施工方法分类1、碾压式土石坝2、水力冲填坝3、定向爆破堆石坝（三）按防渗材料及结构不同1、均质坝2、土质防渗体分区坝3、人工防渗材料坝4、过水土石坝（四）按坝体材料所占比例1、土坝2、土石混合坝3、堆石坝第二节土石坝剖面设计剖面设计是土坝设计的主要内容，包括坝顶高程、坝顶宽度、上下游坝坡、防渗结构、排水结构及其细部构造。设计步骤：计算坝顶高程，根据具体要求和经验拟定剖面，进行渗流计算，最后进行坝坡稳定分析，根据稳定分析的结果判断坝剖面的合理性。一般需要

4、多次重复以上步骤，直至得到合理的剖面。一、坝顶高程坝顶高程按水库静水位加上防浪超高来确定，规范规定，按下列运用条件计算，取其大者。（1）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高。（2）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高。（3）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。（4）正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全超高。坝顶超高的计算公式如下（二）坝顶宽度坝顶宽度主要满足运行、施工、交通和人防等要求。（三）坝坡同种土质的坝体，上游坡要比下游坡缓些。心墙坝上下游坝壳一般比均质坝陡。斜墙坝的上游坝坡较缓，而下游坝坡和心墙坝相仿。地基条

5、件好、土料碾压密实的，坝坡可以陡些，反之则应放缓。用黏性土料做成的坝坡，常沿高度分成数段，从上而下逐渐放缓。砂土和堆石可采用均一坡率。第三节细部构造与坝体材料一、防渗体设置防渗设施的目的是减少通过坝体和坝基的渗漏量，降低浸润线，以增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降以防止渗透变形。（一）土质心墙（二）土质斜墙（三）非土料防渗体1、沥青混凝土防渗体2、钢筋混凝土防渗体二、坝体排水土石坝坝身排水设施的主要作用是：①降低坝体浸润线，防止渗流逸出处的渗透变形，增强坝坡的稳定性；②防止坝坡受冰冻破坏；③有时也起降低孔隙水压力的作用。（一

6、）堆石棱体排水（二）贴坡排水（三）褥垫排水（四）组合式排水三、坝顶及护坡（一）坝顶坝顶一般采用碎石、单层砌石、沥青或混凝土路面。如坝顶有公路交通要求，坝顶结构应满足公路交通路面的有关规定。（二）护坡护坡的主要作用是保护坝坡免受波浪和降雨的冲刷；防止坝体的黏性土发生冰结、膨胀、收缩现象。1、上游护坡上游护坡可采用抛石、干砌石、浆砌石、混凝土块（板）或沥青混凝土，其中以砌块石护坡最常用。2、下游护坡下游护坡可采用草皮、碎石或块石等，其中草皮护坡是最经济的形式之一。四、坝体各部分对土料的要求（一）均质坝均质坝的土料应具有一定的抗渗

7、性能；对粒径及有机质含量也有一定的要求。（二）心墙坝和斜墙坝的坝壳坝壳土石料主要是为了保持坝体的稳定性，一般要求有较高的强度。（三）土质防渗体对防渗性、水溶盐含量及有机质含量有要求。（四）排水设施和砌石护坡用石料要求具有较高抗压强度，良好的抗水性、抗冻性和抗风化性的岩石。五、填筑标准土石料的填筑标准是指土料的压实程度及其适宜含水量。（一）黏性土的填筑标准对不含砾或含少量砾的黏性土料的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标。设计干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得。（二）非黏性土料的填筑标准它的压实程度一般与含水量关

8、系不大，而与粒径级配和压实功能有密切关系。压密程度一般用相对密度来表示。堆石的填筑标准，宜以孔隙率为设计控制指标。第四节渗流分析一、渗流分析的概述（一）渗流分析的目的土石坝的基本剖面确定后，需要通过渗流分析检验坝体及坝基的安全性，并为坝坡稳定分析提供依据。计算内容有：坝体浸润线、渗流出逸点