土石坝剖面设计内容

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1、情景3土石坝剖面设计（知识内容包括4.1，4.2，4.5，4.6）1土石坝基本概念结构特点土石坝是散粒体结构，稳定靠土体的抗剪强度来控制；只会出现局部滑动而失稳，不会出现整体滑动失稳或倾覆失稳问题；为维持坝坡稳定，坡度大，断面大，体积大。土石坝的优缺点优点：就地取材，节省三材，减少运量，降低造价；适应不同的地形、地质、气候条件；结构简单，便于维修、加高和扩建缺点：坝身一般不能溢流，需另设溢洪道；施工导流不如混凝土坝方便；粘性土料的填筑受气候条件影响；断面大，体积大。土石坝的工作特点稳定方面：填筑材料为散粒体结构，抗剪强度低，上下游坝坡平缓，坝体体积和重量都较大，其失稳形

2、式主要是坝坡滑动或连同部分地基一起滑动。渗流方面：渗透水流的表面—浸润面，浸润面与垂直面的交线——浸润线。沉降方面：一般施工质量好的土石坝沉陷量为坝高的0.2～0.4%，1～2m，不均匀沉降要产生裂缝，均匀沉降影响坝高。其他方面：冰冻、地震等土石坝组成土石坝一般有四部分：坝身、防渗体、排水设备和护坡。土石坝组成及设计要求土石坝的设计要求（1）坝顶在洪水位以上要有足够的安全超高；（2）具有足够的断面维持坝坡的稳定；（3）设置良好的防渗和排水设施以控制渗流及防止渗透变形；（4）根据现场条件选择好土石料的种类；（5）适当的构造措施，使坝运用可靠、耐久。土石坝的类型碾压式土石坝

3、碾压式土石坝按土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类分为：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）、非土质材料防渗体坝（人工材料心墙坝、人工材料面板坝）2土石坝剖面的基本尺寸一、土石坝剖面设计内容剖面设计包括：坝顶高程、坝顶宽度、坝体坡度以及防渗体和排水设备等，土石坝设计步骤：（1）进行坝型比选（2）拟定坝的各部分尺寸（3）进行渗透、稳定、沉陷的校核计算（4）细部构造设计，地基处理设计（5）计算工程量，取最优方案坝顶高程＝水库静水位+相应超高Y，取下列中的最大值设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高校核洪水位+非常运

4、用条件的坝顶超高正常蓄水位+非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全加高二、土石坝坝顶高程计算土石坝的坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001规定最大风壅水面高e波浪平均爬高Rm（莆田公式）求平均波高hm计算风速取值：正常运用情况下的1、2级坝，采用多年平均最大风速的1.5～2.0倍；正常运用情况下的3、4级坝，采用多年平均最大风速的1.5倍；非常运用条件下，采用多年平均最大风速。求平均波长Lm（与周期T有关）坝顶宽度：坝顶宽度按构造、施工、运行和抗震等因素综合确定。（高坝可选用10～15m，中低坝选用5～10m，常取H/10。）三、土石坝的坝顶宽度确定

5、坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及施工方法有关。常用坝坡：中低坝1:3土质防渗体的心墙坝，下游坝壳为堆石时，坝坡为1:1.5～1:2.5，采用土料时1:2.0～1:3.5斜墙坝下游坝坡可略陡，上游略缓面板坝：根据石料不同可选1:1.4～1:1.71:1.3～1:1.41:1.5～1:1.6四、土石坝的坝坡选择一般规律：上游坝坡比下游坝坡缓—上游坝坡长期处于饱和状态，水库水位也可能快速下降斜墙坝的上游坝坡比心墙坝缓—土质防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控制，下游坝坡相反变坡与不变坡—粘性土料做成的坝坡沿高度分段，自上而下放缓（地震加速度分布系数在坝顶较大）均

6、质坝放缓下游坝坡—透水性大，为维持渗流稳定；坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致时，分段采用不同坡率，坝坡缓慢过渡。一、土料选择的原则（1）具有或经加工后具有与使用目的相适应的工程性质，并具有长期稳定性；（2）就地、就近取材，减少弃料（环境污染），少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖料的利用；（5）便于开采、运输和压实。3土料选择与填土标准（一）防渗土料①渗透系数②水溶盐含量③有机质含量④有较好的塑性和渗透稳定性；⑤浸水与失水时体积变化小。二、坝体不同部位对土石料的要求（二）坝壳土石料坝壳填料应使坝体具有足够的稳定性、较高的强度，并具有良好的排水性。砂、砾石、卵石、漂石

7、、碎石等无粘性土料，料场开采的石料、开挖的石渣料，均可作为坝壳填料。填筑标准主要由填筑密度控制。（1）对不含砾石或砾石含量很少的粘性土料，以压实干容重作为设计标准。（2）对含砾石的粘性土料，以最大干密度和最优含水量作为设计标准。三、坝体不同部位对土石料的填筑标准（3）砂砾石和砂砂砾石和砂的填筑标准以相对密度为设计控制指标。其中：砂砾石的相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.70，反滤料的相对密度宜为0.70。（4）堆石料堆石的填筑标准，宜以孔隙率为设计控制标准。其中：土质防渗体分区坝的堆石料，其孔隙率宜为20％～28％。4土石