高職高專水工建筑物教案土石壩(共37頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上教 學(xué) 內(nèi) 容板書(shū)或旁注第四章 土石壩§4-1土石壩的特點(diǎn)和類型一、土石壩的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求分析土石壩的四大問(wèn)題（1）穩(wěn)定方面。土石壩不會(huì)產(chǎn)生水平整體滑動(dòng)。土石壩失穩(wěn)的形式，主要是壩坡的滑動(dòng)或壩坡連同部分壩基一起滑動(dòng)。（2）滲流方面。土石壩擋水后，在壩體內(nèi)形成由上游向下游的滲流。滲流不僅使水庫(kù)損失水量,還易引起管涌、流土等滲透變形。壩體內(nèi)滲流的水面線叫做浸潤(rùn)線。浸潤(rùn)線以下的土料承受著滲透動(dòng)水壓力，并使土的內(nèi)磨擦角和粘結(jié)力減小，對(duì)壩坡穩(wěn)定不利。（3）沖刷方面。土石壩為散粒體結(jié)構(gòu)，抗沖能力很低；l 工程措施：在土石壩上下游壩坡設(shè)置護(hù)坡，壩頂及下游壩面布置排水措施，

2、以免風(fēng)浪、雨水及氣溫變化帶來(lái)有害影響；壩頂在最高庫(kù)水位以上要留一定的超高，以防止洪水漫過(guò)壩頂造成事故；布置泄水建筑物時(shí)，注意進(jìn)出口離壩坡要有一定距離，以免泄水時(shí)對(duì)壩坡產(chǎn)生淘刷。（4）沉陷方面。由于土石料存在較大的孔隙，且易產(chǎn)生相對(duì)的移動(dòng)，在自重及水壓力作用下，會(huì)有較大的沉陷。為防止壩頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)高程和產(chǎn)生裂縫，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制碾壓標(biāo)準(zhǔn)并預(yù)留沉陷量，使竣工時(shí)壩頂高程高于設(shè)計(jì)高程?？砂磯胃叩模?2）預(yù)留沉陷值。二、土石壩的類型（一）按壩高分類土石壩按壩高可分為：高度在30m以下的為低壩，高度在3070m之間的為中壩，高度超過(guò)70m的為高壩。土石壩的壩高均從清基后的地面算起。（二）按施工方法分類（1）

3、碾壓式土石壩。（2）水力沖填壩。（3）水墜壩。（4）水中填土壩或水中倒土壩。（5）土中灌水壩。（6）定向爆破堆石壩。（三）按壩體材料的組合和防滲體的相對(duì)位置分類1土壩（1）均質(zhì)壩： （2）粘土心墻壩和粘土斜墻壩： （3）人工材料心墻和斜墻壩： （4）多種土質(zhì)壩：2土石混合壩上述多種土質(zhì)壩中，粗粒土改用砂礫石料筑成的壩，或用土石混合在一起的材料筑成的壩，稱為土石混合壩。3堆石壩除防滲體外，壩體的絕大部分或全部由石料堆筑起來(lái)的稱為堆石壩教 學(xué) 內(nèi) 容板書(shū)或旁注§4-2土石壩的剖面與構(gòu)造一、壩頂高程l 壩頂高程根據(jù)正常運(yùn)用和非常運(yùn)用的靜水位加相應(yīng)的超高Y予以確定。l 計(jì)算情況： 設(shè)計(jì)洪水位

4、+正常運(yùn)用情況的壩頂超高； 校核洪水位+非常運(yùn)用情況的壩頂超高； 最大值為壩頂高程 正常高水位+非常運(yùn)用情況的壩頂超高+地震安全加高l 壩頂設(shè)防浪墻時(shí)，超高值Y是指靜水位與墻頂?shù)母卟?。l 計(jì)算的壩頂高程是指壩體沉降穩(wěn)定后的數(shù)值。l Y按下式計(jì)算。 Y=R+e+A (4-2)式中R波浪在壩坡上的最大爬高，m; e最大風(fēng)壅水面高度，即風(fēng)壅水面超出原庫(kù)水位高度的最大值，m; Hm壩前水域平均水深，m; K綜合摩阻系數(shù)，其值變化在（1.55.0）之間，計(jì)算時(shí)一般取K=3.6; 風(fēng)向與水域中線（或壩軸線的法線）的夾角，度；v0、D計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，見(jiàn)第二章； A安全加高，m;根據(jù)壩的等級(jí)和運(yùn)用情況，按

5、表4-1確定。l 波浪爬高:波浪沿建筑物坡面爬升的垂直高度（由風(fēng)壅水面算起）稱為波浪爬高，波浪爬高R的計(jì)算，土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范推薦采用蒲田試驗(yàn)站公式，其具體計(jì)算方法如下：（1）計(jì)算波浪的平均爬高：當(dāng)壩坡系數(shù)m=1.55.0時(shí)，平均爬高計(jì)算公式： 式中 斜坡的糙率滲透性系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由計(jì)算風(fēng)速v0(m/s)、水域平均水深（m）和重力加速度g組成的無(wú)維量 ；m單坡的坡度系數(shù)，若單坡坡角為，則m=ctg；、平均波高和波長(zhǎng)，m;薄田試驗(yàn)站的波高和波長(zhǎng)計(jì)算：1）平均波高h(yuǎn)m用式計(jì)算：2）平均波長(zhǎng)Lm由平均周期Tm和平均水深Hm按下述理論公式計(jì)算：平均周期Tm=4.438 當(dāng) 0.5時(shí)，稱為深水波，其波長(zhǎng)與周

6、期有關(guān)： 當(dāng)<0.5時(shí)，稱為淺水波，其波長(zhǎng)與周期和水深有關(guān)： （2）計(jì)算設(shè)計(jì)爬高值R：不同累計(jì)頻率的爬高與的比，可根據(jù)爬高統(tǒng)計(jì)分布表確定。當(dāng)風(fēng)向與壩軸的法線成一夾角時(shí)，波浪爬高應(yīng)乘以折減系數(shù),其值由表確定。二、壩頂寬度壩頂寬度應(yīng)根據(jù)運(yùn)行、施工、構(gòu)造、交通和人防等方面的要求綜合研究后確定。壩頂寬度應(yīng)按照交通規(guī)定選定。當(dāng)無(wú)特殊要求時(shí)，高壩的壩頂最小寬度可選用1015m，中低壩可選用510m。壩頂寬度必須考慮心墻或斜墻頂部及反濾層布置的需要。在寒冷地區(qū)，壩頂還須有足夠的厚度以保護(hù)粘性土料防滲體免受凍害。三、壩坡（1）上游壩坡常比下游壩坡為緩，但堆石壩上、下游壩坡坡率的差別要比砂土料為小。（2）

7、土質(zhì)防滲體斜墻壩上游壩坡的穩(wěn)定受斜墻土料特性的控制，斜墻的上游壩坡一較心墻壩為緩。而心墻壩，特別是厚心墻壩的下游壩坡，因其穩(wěn)定性受心墻土料特性的影響，一般較斜墻壩為緩。（3）粘性土料的穩(wěn)定壩坡為一曲面，上部坡陡，下部坡緩，所以用粘性土料做成的壩坡，常沿高度分成數(shù)段，每段1030m ,從上而下逐漸放緩，相鄰坡率差值取0 .25或0.5。砂土和堆石的穩(wěn)定壩坡為一平面，可采用均一坡率。由于地震荷載一般沿壩高呈非均勻分布，所以，砂土和石料有時(shí)也做成變坡形式。（4）由粉土、砂、輕壤土修建的均質(zhì)壩，透水性較大，為了保持滲流穩(wěn)定，一般要求適當(dāng)放緩下游壩坡。（5）當(dāng)壩基或壩體土料沿壩軸線分布不一致時(shí)，應(yīng)分段采

8、用不同坡率，在各段間設(shè)過(guò)渡區(qū)，使壩坡緩慢變化。土石壩壩坡確定的步驟是：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用類比法初步擬定，再經(jīng)過(guò)核算、修改以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。馬道的形式及布置要求。 教 學(xué) 內(nèi) 容板書(shū)或旁注§4-3土石壩的滲流分析一、滲流分析的目的和方法（一）滲流分析的目的(1)確定壩體浸潤(rùn)線和下游滲流出逸點(diǎn)的位置。（2）確定壩體與壩基的滲流量,以便估計(jì)水庫(kù)滲漏損失和確定壩體排水設(shè)備的尺寸。（3）確定壩坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降, ,以判斷該處的滲透穩(wěn)定性。（4）確定庫(kù)水位降落時(shí)上游壩殼內(nèi)自由水面的位置,估算由此產(chǎn)生的孔隙水壓力,供上游壩坡穩(wěn)定分析之用。(二)滲流分析的方法解析法分為流體力學(xué)法和水力

9、學(xué)法。本節(jié)主要介紹水力學(xué)法。手繪流網(wǎng)法是一種簡(jiǎn)單易行的方法,能夠求滲流場(chǎng)內(nèi)任一點(diǎn)滲流要素,并具有一定的精度,但在滲流場(chǎng)內(nèi)具有不同土質(zhì),且其滲透系數(shù)差別較大的情況下較難應(yīng)用。二、滲流分析的水力學(xué)法l 計(jì)算情況: 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位； 上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的最高水位； 上游校核洪水位與下游相應(yīng)的最高水位；庫(kù)水位降落時(shí)上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。（一）滲流基本公式對(duì)于不透水地基上矩形土體內(nèi)的滲流,如圖所示。滲流計(jì)算圖q = 即 由式可知,浸潤(rùn)線是一個(gè)二次拋物線。式當(dāng)滲流量q已知時(shí),即可繪制浸潤(rùn)線,若邊界條件已知,即可計(jì)算單寬滲流量。（二）不透水地基上均質(zhì)土石壩的滲流計(jì)算（1）土石壩

10、下游有水而無(wú)排水設(shè)備的情況。當(dāng)下游無(wú)水時(shí),以上各式中的H2=O;當(dāng)下游有貼坡排水時(shí),因貼坡式排水基本上不影響壩體浸潤(rùn)線的位置,所以計(jì)算方法與下游不設(shè)排水時(shí)相同。以下游有水而無(wú)排水設(shè)備的情況為例。計(jì)算時(shí)將土壩剖面分為上游楔形體,中間段和下游楔形體三段,如圖所示。l 等效矩形寬度：，值由下式計(jì)算: 式中 上游壩面的邊坡系數(shù),如為變坡則取平均值； 上游水深。l 計(jì)算對(duì)象：壩身段(AMB”)及下游楔形體段(BB”N)。l 壩身段的滲流量為: (4-15)式中 浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)在下游水面以上高度；K壩身土壤滲透系數(shù)； H1上游水深； H2下游水深； 見(jiàn)圖(4-6)。l 下游楔形體的滲流量：可分下游水位以上及

11、以下兩部分計(jì)算。根據(jù)試驗(yàn)研究認(rèn)為，下游水位以上的壩身段與楔形體段以1：0.5的等勢(shì)線為分界面，下游水位以下部分以鉛直面作為分界面，與實(shí)際情況更相近，則通過(guò)下游楔形體上部的滲流量為： 通過(guò)下游楔形體下部的滲流量為 通過(guò)下游楔形體的總滲流量為: 式中 l 水流連續(xù)條件： ,l 未知量的求解：兩個(gè)未知數(shù)滲流量和逸出點(diǎn)高度。浸潤(rùn)線由式(4-13)確定。上游壩面附近的浸潤(rùn)線需作適當(dāng)修正:自A點(diǎn)作與壩坡AM正交的平滑曲線,曲線下端與計(jì)算求得的浸潤(rùn)線相切于A點(diǎn),。當(dāng)下游無(wú)水時(shí),以上各式中的H2=O;當(dāng)下游有貼坡排水時(shí),因貼坡式排水基本上不影響壩體浸潤(rùn)線的位置,所以計(jì)算方法與下游不設(shè)排水時(shí)相同。（1） 有褥墊

12、排水的均質(zhì)壩 （2） 有棱體排水的均質(zhì)壩 當(dāng)下游無(wú)水時(shí),按上述褥墊式排水情況計(jì)算。（三）有限深透水地基上土石壩的滲流計(jì)算（1）均質(zhì)土石壩 l 滲流量：可先假定地基不透水,按上述方法確定壩體的滲流量和浸潤(rùn)線；然后再假定壩體不透水,計(jì)算壩基的滲流量；最后將和相加,即可近似地得到壩體和壩基的滲流量。l 壩體浸潤(rùn)線：可不考慮壩基滲透的影響,仍用地基不透水情況下的結(jié)果。對(duì)于有褥墊排水的情況,因地基滲水而使浸潤(rùn)線稍有下降,可近似地假定浸潤(rùn)線與排水起點(diǎn)相交。由于滲流滲入地基時(shí)要轉(zhuǎn)一個(gè)90的彎,流線長(zhǎng)度比壩底長(zhǎng)度要增大些。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和流體力學(xué)分析,增大的長(zhǎng)度約為0.44T。(T為地基透水層的厚度)。這時(shí),通過(guò)壩

13、體和壩基的滲流量可按下式計(jì)算: 式中的q用壩身的滲流量。（2）心墻土石壩 心墻、截水墻段:其土料一般是均一的,可取平均厚度進(jìn)行計(jì)算。若心墻后的浸潤(rùn)線高度為h，則通過(guò)心墻、截水墻的滲流量下游壩殼和壩基段:由于心墻后浸潤(rùn)線的位置較低,可近似地取浸潤(rùn)線末端與堆石棱體的上游端相交,然后分別計(jì)算壩體和壩基的滲流量。當(dāng)下游有水時(shí),可近似的假定浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)在下游水面與堆石棱體內(nèi)坡的交點(diǎn)處,用上述同樣的方法進(jìn)行計(jì)算。（3）斜墻土石壩 有限深透水地基上的斜墻土壩,一般同時(shí)設(shè)有截水墻或鋪蓋。前者用以攔截透水地基,后者用以延長(zhǎng)滲徑、減小滲透坡降,防止?jié)B透變形,兩種結(jié)構(gòu)的布置如圖所示。1)有截水墻的情況 它與心墻土壩

14、的情況類似, 當(dāng)下游無(wú)水時(shí)，H2=0，L1=L。當(dāng)T=0時(shí)，也可得出不透水地基上斜墻壩的滲流計(jì)算公式。2)有鋪蓋的情況 當(dāng)鋪蓋與斜墻的滲透系數(shù)比壩體和壩基的滲透系數(shù)小很多時(shí)，可近似地認(rèn)為鋪蓋與斜墻是不透水的，并以鋪蓋末端為分界線，將滲流區(qū)分為兩段進(jìn)行計(jì)算。 (四)總滲流量計(jì)算計(jì)算總流量時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形及透水層厚度的變化情況，將土石壩沿壩軸線分為若干段，如圖所示，然后分別計(jì)算各段的平均單寬流量，則全壩的總滲透流量Q可按下式計(jì)算： Q=式中 、各段壩長(zhǎng)； 、斷面1、斷面2處的單寬流量；滲流量計(jì)算圖三、滲流分析的手繪流網(wǎng)法（一）流網(wǎng)的特性（1）流線和等勢(shì)線都是圓滑的曲線。（2）流線和等勢(shì)線是互相正交的

15、，即在相交點(diǎn)，二曲線的切線互相垂直。（二）流網(wǎng)的繪制以不透水地基上均質(zhì)壩為例說(shuō)明手繪流網(wǎng)的方法，如圖所示。l 首先確定滲流區(qū)的邊界：上、下游水下邊坡線AF和DE均為等勢(shì)線，初擬的浸潤(rùn)線AC及壩體與不透水地基接觸線FE均為流線。下游坡出逸段CD既不是等勢(shì)線，也不是流線，所以流線與等勢(shì)線均不與它垂直正交，但其上各點(diǎn)反映了該處逸出滲流的水面高度。l 其次，將上、下游水頭差分成n等分，每段為（如圖中分為10等分，每段為0.1），然后引水平線與浸潤(rùn)線相交，從交點(diǎn)處按照等勢(shì)線與流線正交的原則繪制等勢(shì)線，形成初步的流網(wǎng)。l 最后，不斷修改流線（包括初擬浸潤(rùn)線）與等勢(shì)線，必要時(shí)可插補(bǔ)流線和等勢(shì)線，直至使它們構(gòu)

16、成的網(wǎng)格符合要求，通常使之成為扭曲正方形。（三）流網(wǎng)的應(yīng)用（1） 滲透坡降與滲透流速：在圖中任取一網(wǎng)格i，兩等勢(shì)線相距為L(zhǎng)i，兩流線間相距為Mi,水頭差為，則該網(wǎng)格的平均滲透坡降為： 通過(guò)該網(wǎng)格兩流線間（流帶）的平均滲透流速為： 由于K、在同一流網(wǎng)中為常數(shù)，及大小與網(wǎng)格的中線長(zhǎng)成反比，即網(wǎng)格小的地方坡降和流速大，反之則小。因此，從流網(wǎng)中可以很清楚地看出流速的分布情況和水力坡降的變化。(2)滲流量 單寬滲流量q為所有流帶流量的總和。 網(wǎng)格i所在流帶中的滲流量為： 如果繪制的網(wǎng)格是扭曲正方形（），則： 如整個(gè)流網(wǎng)分成m個(gè)流帶（圖中分為3個(gè)），則單寬總滲透流量為： （3）滲透動(dòng)水壓力 因?yàn)槿我鈨上噜?/p>

17、等勢(shì)線的水頭差為，所以任一網(wǎng)格i范圍內(nèi)的土體所承受的滲透動(dòng)水壓力為： 式中 Ai網(wǎng)格i的面積；水的重度。五、土石壩的滲透變形及其防止措施（一）滲透變形的型式（1）管涌 在滲流作用下，壩體或壩基中的細(xì)小顆粒被滲流帶走逐步形成滲流通道的現(xiàn)象稱為管涌，常發(fā)生在壩的下游坡或閘壩下游地基面滲流逸出處。沒(méi)有凝聚力的無(wú)粘性砂土、礫石砂土中容易出現(xiàn)管涌；粘性土的顆粒之間存在有凝聚力（或稱粘結(jié)力），滲流難以把其中的顆粒帶走，一般不易發(fā)生管涌。（2）流土 在滲流作用下，成塊土體被掀起浮動(dòng)的現(xiàn)象稱為流土。它主要發(fā)生在粘性土及均勻非粘性土體的滲流出口處。發(fā)生流土?xí)r的水力坡降稱為流土的破壞坡降。（3）接觸沖刷 當(dāng)滲流沿

18、兩種不同土壤的接觸面流動(dòng)時(shí)，把其中細(xì)顆粒帶走的現(xiàn)象，稱為接觸沖刷。接觸沖刷可能使臨近接觸面的不同土層混合起來(lái)。（4）接觸流土和接觸管涌 滲流方向垂直于兩種不同土壤的接觸面時(shí)，例如在粘土心墻（或斜墻）與壩殼砂礫料之間，壩體或壩基與排水設(shè)施之間，以及壩基內(nèi)不同土層之間的滲流，可能把其中一層的細(xì)顆粒帶到另一層的粗顆粒中去，稱為接觸管涌。當(dāng)其中一層為粘性土，由于含水量增大凝聚力降低而成塊移動(dòng)，甚至形成剝蝕時(shí)，稱為接觸流土。（二）滲透變形型式的判別試驗(yàn)研究表明，土壤中的細(xì)顆粒含量是影響土體滲透性能和滲透變形的主要因素。（三）滲透變形的臨界坡降（1）管涌的臨界坡降 對(duì)中小型工程及初步設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)滲流方向?yàn)橛?/p>

19、下向上時(shí)，可用南京水利科學(xué)研究院的經(jīng)驗(yàn)公式推算： 式中 d3相應(yīng)于粒徑曲線上含量為3%的粒徑K滲透系數(shù)，cm/s； n土壤孔隙率。容許滲透坡降J，可根據(jù)建筑物的級(jí)別和土壤的類型選用安全系數(shù)23。J值還可參照不均勻系數(shù)值選用：10<<20的非粘性土，J=0.20；>20的非粘性土，J=0.10。（2）流土的臨界坡降 當(dāng)滲流自下向上作用時(shí)，常采用根據(jù)極限平衡得到的太沙基公式計(jì)算，即： 式中 G土粒比重； n土的孔隙率。 JB一般在0.81.2之間變化。南京水利科學(xué)研究院建議把上式乘以1.17。容許滲透坡降JB也要采用一定的安全系數(shù)，對(duì)用粘性土，可用1.5；對(duì)于非粘性土，可用2.0

20、2.5。（四）防止?jié)B透變形的工程措施設(shè)置反濾層是提高抗?jié)B破壞能力、防止各類滲透變形特別是防止管涌的有效措施。在任何滲流流入排水設(shè)施處一般都要設(shè)置反濾層。(1) 反濾層的結(jié)構(gòu) 反濾層一般是由層不同粒徑的非粘性土、砂和砂礫石組成的。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則按滲流方向逐層增加，如圖所示。（）反濾層的材料 反濾層的材料首先應(yīng)該是耐久的、能抗風(fēng)化的砂石料。為保證濾土排水的正常工作，材料的布置和要求應(yīng)滿足如下原則：1）被保護(hù)土壤的顆粒不得穿過(guò)反濾層。但對(duì)細(xì)小的顆粒（如粒徑小于0.1mm的砂土），則可允許被帶走。因?yàn)樗谋粠ё卟粫?huì)使土的骨架破壞，不至于產(chǎn)生滲透變形。2）各層的顆粒不得發(fā)

21、生移動(dòng)。3）相臨兩層間，較小的一層顆粒不得穿過(guò)較粗一層的孔隙。4）反濾層不能被堵塞，而且應(yīng)具有足夠的透水性，以保證排水暢通。5）應(yīng)保證耐久、穩(wěn)定，其工作性能和效果應(yīng)不隨時(shí)間的推移和環(huán)境的改變而遭受破壞。（）反濾層級(jí)配的設(shè)計(jì) 根據(jù)上述要求，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范中提出如下的設(shè)計(jì)方法：對(duì)于被保護(hù)的第一層反濾層，建議用： 式中 反濾層的粒徑，小于該粒徑的土重占總重的15%；被保護(hù)土的粒徑，小于該粒徑的土重占總重的85%；被保護(hù)土的粒徑，小于該粒徑的土重占總重的15%。（）土工織物簡(jiǎn)介 土工織物已在國(guó)內(nèi)外的水利工程、鐵路路基和海港等工程中廣泛應(yīng)用，我國(guó)也在廣泛的研究和試用中。土工織物是由聚合物形成的纖維

22、制成的。使用最廣泛的聚合物是聚酯、聚丙稀、聚乙稀和聚酰胺，它們都具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。按其制成的方法可分為三種類型：有紡型由相互正交的纖維組成；編織型用一根根單一的纖維按一定的方式編成；無(wú)紡型其纖維呈無(wú)規(guī)則編列的狀態(tài)。教 學(xué) 內(nèi) 容板書(shū)或旁注§4-4土石壩的穩(wěn)定分析一概述壩坡穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，應(yīng)先確定滑裂面的形狀，大體可歸納為如下幾種：（1）曲線滑裂面 當(dāng)滑裂面通過(guò)粘性土的部位時(shí)，其形狀常是上陡下緩的曲面，由于曲線近似圓弧，因而在實(shí)際計(jì)算中常用圓弧代替。（2）直線或折線滑裂面 滑裂面通過(guò)無(wú)粘性土?xí)r，滑裂面的形狀可能是直線或折線形。當(dāng)壩坡干燥或全部浸入水中時(shí)呈直線形；當(dāng)壩坡部分浸入水中時(shí)呈折線

23、形圖。斜墻壩的上游坡失穩(wěn)時(shí)，通常是沿著斜墻與壩體交界面滑。（3）復(fù)合滑裂面 當(dāng)滑裂面通過(guò)性質(zhì)不同的幾種土料時(shí)，可能是由直線和曲線組成的復(fù)合形狀滑裂面。二、荷載組合及穩(wěn)定安全系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)（一）荷載土石壩穩(wěn)定計(jì)算必須考慮的荷載有自重、滲透動(dòng)水壓力和地震慣性力等。（1）自重 壩體自重一般在浸潤(rùn)線以上的土體按濕重度計(jì)算，浸潤(rùn)線以下、下游水位以上的按飽和重度計(jì)算，下游水位以下的按浮重度計(jì)算。（2）滲透動(dòng)水壓力 動(dòng)水壓力的方向與滲透方向相同，作用在單位土體上的滲透動(dòng)水壓力為J，為水的重度，J為該處的滲透坡降。（3）孔隙水壓力 這是粘性土體中常存在的一種力。粘性土在外荷載作用下產(chǎn)生壓縮時(shí)，由于土內(nèi)空氣和水一時(shí)

24、來(lái)不及排除，外荷載便由土粒及空隙中水和空氣共同承擔(dān)。土粒骨架承擔(dān)的應(yīng)力稱為有效應(yīng)力，它在土體滑動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生摩擦力，而水和空氣承擔(dān)的應(yīng)力稱為孔隙壓力，它是不能產(chǎn)生摩擦力的。土壤中的有效應(yīng)力為總應(yīng)力與孔隙壓力u 之差，所以土壤的有效抗剪強(qiáng)度為： 式中、分別為內(nèi)摩擦角和凝聚力。（二）穩(wěn)定計(jì)算情況根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)對(duì)以下幾種荷載組合情況進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算：（1） 正常運(yùn)用情況（設(shè)計(jì)情況）包括： 上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)的最低水位或上游為設(shè)計(jì)洪水位，下游為相應(yīng)的最高水位時(shí)，在穩(wěn)定滲流情況下的上、下游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算；水庫(kù)水位正常降落時(shí)，上游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算。（2） 非常運(yùn)用情況（校核情況）包括： 施工期，凡粘性填土均

25、應(yīng)考慮孔隙水壓力的影響，考慮孔隙水壓力消散的條件為填筑密度低，飽和度>80%,K在cm/s 之間的大體積填土； 水庫(kù)水位非常降落，如自校核洪水位降落、降落至死水位以下，大流量泄空等情況下的上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算；校核洪水位下有可能形成穩(wěn)定滲流時(shí)的下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算。（三）穩(wěn)定安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)壩坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)不小于規(guī)定的數(shù)值。三、土料抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選取穩(wěn)定計(jì)算時(shí)應(yīng)該采用粘性土固結(jié)后的強(qiáng)度指標(biāo)。確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法有前述的有效應(yīng)力法和總應(yīng)力法兩種，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)級(jí)壩和級(jí)以下高壩在穩(wěn)定滲流期必須采用有效應(yīng)力法作為依據(jù)。級(jí)以下中低壩可采用兩種方法的任一種。四、穩(wěn)定分析方法（一）圓弧滑

26、動(dòng)法土石壩設(shè)計(jì)中目前最廣泛應(yīng)用的圓弧滑動(dòng)靜力計(jì)算方法有瑞典圓弧法和簡(jiǎn)化的畢肖普法。1基本原理假定滑動(dòng)面為圓柱面，將滑動(dòng)面內(nèi)土體視為剛體，邊坡失穩(wěn)時(shí)該土體繞滑弧圓心O作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算時(shí)沿壩軸線取單寬按平面問(wèn)題進(jìn)行分析。由于土石壩工作條件復(fù)雜，滑動(dòng)體內(nèi)的浸潤(rùn)線又呈曲線狀，而且抗剪強(qiáng)度沿滑動(dòng)面的分布也不一定均勻，因此，為了簡(jiǎn)化計(jì)算和得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果，實(shí)踐中常采用條分法，即將滑動(dòng)面上的土體按一定寬度分為若干個(gè)鉛直土條，分別計(jì)算各土條對(duì)圓心O的抗滑力矩和滑動(dòng)力矩，再分別取其總和，其比值即為該滑動(dòng)面的穩(wěn)定安全系數(shù)K：2不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法現(xiàn)以滲流穩(wěn)定期，用總應(yīng)力法計(jì)算為例分析如下。（1）將土條編

27、號(hào) 土條寬度常取半徑R的，即b=0.1R。各塊土條編號(hào)的順序?yàn)椋毫闾?hào)土條位于圓心之下，向上游（對(duì)下游壩坡而言）各土條的順序?yàn)?、2、3n, 往下游的順序?yàn)?1、-2-m。（2）分別計(jì)算各土條上的作用力（不包括底面反力）對(duì)圓心的力矩Ms；以土條i為例說(shuō)明計(jì)算方法如下： 由圖可求得Wi 為： Wi=1h1+3 (h2+h3)+4h4b 式中 h1h4 土條各分段的中線高度 1 、3 、4分別為壩體土的濕重度、浮重度和壩基土的浮重度。 將土條自重在土條底面中點(diǎn)處分解為兩個(gè)分力：切線方向分力Ti=Wisin 法線方向分力=Wicosl 注意：在圖示垂線左邊為正，右邊為負(fù)。通過(guò)圓心，對(duì)圓心不產(chǎn)生力矩，故

28、該土條自重對(duì)圓心產(chǎn)生的力矩： (3)土條底部抗滑力產(chǎn)生的抗滑力矩Mr 根據(jù)庫(kù)倫定律可求得土條底部的抗剪力Si=CiLi+Nitg。其對(duì)圓心的抗滑力矩為： 當(dāng)土條底部為無(wú)粘性土?xí)r，Ci =0。(4)求穩(wěn)定安全系數(shù) 按上述方法可求得每個(gè)土條的Ms 、Mr, 由式可得 如果兩端土條的寬度不等于b，可將其高度換算成寬度為b的高度h=/b。若取b=0.1R, 則sin =ib/R=0.1i, ，對(duì)每個(gè)滑弧都是固定數(shù)，不必每次計(jì)算。當(dāng)采用有效應(yīng)力時(shí)，式中的應(yīng)改為、應(yīng)改用有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、，Ui為孔隙水壓力。3簡(jiǎn)化的畢肖普（Bishop）法瑞典圓弧法不滿足每一土條力的平衡條件，一般計(jì)算出的安全系數(shù)偏低。畢肖

29、普法在這方面作了改進(jìn)，近似考慮了土條間相互作用力的影響，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。圖中Ei和Xi分別表示土條間的法向力和切向力；Wi為土條自重，在浸潤(rùn)線上、下分別按濕重度和飽和重度計(jì)算；Qi為水平力，如地震力等；Ni和Ti分別為土條底部的總法向力和總切向力，其余符號(hào)意義如圖4-14所示。 簡(jiǎn)化的畢肖普法 為使問(wèn)題可解，畢肖普假設(shè)Xi=Xi+1，即略去土條間的切向力，使計(jì)算工作量大為減少，而成果與精確法計(jì)算的仍很接近，故稱簡(jiǎn)化的畢肖普法。安全系數(shù)計(jì)算公式為 式中符號(hào)意義同上。4、考慮滲透動(dòng)水壓力時(shí)的壩坡穩(wěn)定計(jì)算當(dāng)壩體內(nèi)有滲流作用時(shí)，還應(yīng)考慮滲流對(duì)壩坡穩(wěn)定的影響。在滑動(dòng)力矩中應(yīng)增加一項(xiàng)，其中為總的滲透動(dòng)

30、水壓力，為距滑動(dòng)圓心的距離。滲透動(dòng)水壓力可用流網(wǎng)法求得，但總的滲透動(dòng)水壓力需將各網(wǎng)格的滲透動(dòng)水壓力按向量求和，比較繁瑣，在工程中常采用替代法。例如，在審查下游壩坡穩(wěn)定時(shí)，可將下游水位以上、浸潤(rùn)線與滑弧間包圍的土體在計(jì)算滑動(dòng)力矩時(shí)用飽和重度，而計(jì)算抗滑力矩時(shí)則用浮重度，浸潤(rùn)線以上仍用濕重度計(jì)算，下游水位以下土體仍用浮重度計(jì)算，其穩(wěn)定安全系數(shù)表達(dá)式為： 式中 土體的濕重度； 土體的浮重度； 土體的飽和重度； h1、h2分別為浸潤(rùn)線以上和浸潤(rùn)線與滑弧之間的土條高度。替代法適用于浸潤(rùn)面與滑動(dòng)面大致平行，而且角較小的情況，因而是近似的。5、地震作用下的穩(wěn)定計(jì)算6、最危險(xiǎn)圓弧位置的確定（1）B.B方捷耶夫

31、法 最小安全系數(shù)的滑弧圓心在扇形bcdf范圍內(nèi)。 (2)費(fèi)蘭鈕斯法 如圖所示，H為壩高，定出距壩頂為2H，距壩趾為4.5H的M1點(diǎn)；再?gòu)膲沃築1和壩頂A引出B1M2和AM2，它們分別與下游坡及壩頂成1、2 ，角并相交于M2點(diǎn)，連接M1M2線，費(fèi)蘭鈕斯認(rèn)為最危險(xiǎn)滑弧的圓心位于M1M2的延長(zhǎng)線附近。 教 學(xué) 內(nèi) 容板書(shū)或旁注§4-4土石壩的穩(wěn)定分析（二）折線滑動(dòng)法常采用兩種假定：滑楔間作用力為水平向，采用與圓弧滑動(dòng)法相同的安全系數(shù)；滑楔間作用力平行滑動(dòng)面，采用與畢肖普法相同的安全系數(shù)。1、 非粘性土壩坡部分浸水的穩(wěn)定計(jì)算 對(duì)于部分浸水的非粘性土壩坡，由于水上與水下土的物理性質(zhì)不同，滑裂面

32、不是一個(gè)平面，而是近似折線面，今以圖4-23所示心墻壩的上游壩坡為例，說(shuō)明折線法按極限平衡理論計(jì)算安全系數(shù)的方法。 土體ADE的平衡式為： 由以上二式聯(lián)立，可以求得安全系數(shù)K。 若 并令 則 并再將以上兩式聯(lián)解得： 式中 安全系數(shù) 為求得壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)，應(yīng)假定不同的1、2和上游水位，即先求出在某一水位和2下不同1值時(shí)的最小穩(wěn)定安全系數(shù)，然后在同一水位下再假定不同的2值，重復(fù)上述計(jì)算可求出在這種水位下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。一般還必須至少再假設(shè)兩個(gè)水位，才能最后確定壩坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。 2、 斜墻壩上游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算斜墻壩上游壩坡的穩(wěn)定計(jì)算，包括保護(hù)層沿斜墻和保護(hù)層連同斜墻沿壩體滑動(dòng)兩種情況

33、，因?yàn)樾眽νＷo(hù)層和斜墻同壩體的接觸面是兩種不同的土料填筑的，接觸面處往往強(qiáng)度低，有可能斜墻和保護(hù)層共同沿斜墻底面折線滑動(dòng)，如圖所示，對(duì)厚斜墻還應(yīng)計(jì)算圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定。斜墻與下游壩殼接觸面的抗剪強(qiáng)度，可用直剪儀做兩種接觸面的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到，也可根據(jù)兩種土料的強(qiáng)度包線OAD，確定接觸面的抗剪強(qiáng)度，當(dāng)接觸面法向壓應(yīng)力小于c時(shí)，抗剪強(qiáng)度用OA線；當(dāng)接觸面法向壓應(yīng)力大于時(shí)，抗剪強(qiáng)度用AD線。 設(shè)試算滑動(dòng)面abcd(圖4-18)，將滑動(dòng)土體分成三塊。如土體重量為W1，ab面的砂料內(nèi)摩擦角為1（按圖4-19原理決定），土體作用在面上的土壓力為P1, P1的方向假定與底面平行。令 式中、分別為bc及cd面上的

34、實(shí)際內(nèi)摩擦角；c2為bc面上斜墻土料的實(shí)際單位凝聚力；f1、f2、f3分別為各滑動(dòng)面為維持極限平衡所需的摩擦系數(shù)。 式（4-39）的意義是：各滑動(dòng)面為維持極限平衡所需的摩擦系數(shù)之比值應(yīng)與相應(yīng)的土料抗剪強(qiáng)度之比值一致。也就是說(shuō)各滑動(dòng)面的安全系數(shù)相等。 由于f1、f2、f3未知，故先用已知的、及c2由公式（4-39）算出n1、n2、n3，然后列出維持土體極限平衡時(shí)方程式，求出f3，由圖可知：P P= 式中 bc面的長(zhǎng)度。維持土體極限平衡的平衡方程式為 將式（4-40）、（4-41）代入式（4-42），經(jīng)整理后得 式中 由式（4-43）求出f3值，穩(wěn)定安全系數(shù)K為： K= 為求得最危險(xiǎn)滑動(dòng)面，須用試

35、算的方法，先假定某一上游水位，再假定c點(diǎn)位置（隨即得出m3 ），再假定不同的b點(diǎn)。（三）復(fù)合滑動(dòng)面法當(dāng)滑動(dòng)面通過(guò)不同土料時(shí)，常由直線與圓弧組合的形式。例如厚心墻壩的滑動(dòng)面，通過(guò)砂性土為直線，通過(guò)粘性土為圓弧。當(dāng)壩基下不深處存在有軟弱夾層時(shí)，滑動(dòng)面也可能通過(guò)軟弱夾層而形成如圖所示的復(fù)合滑動(dòng)面。計(jì)算時(shí)，可將滑動(dòng)土體分為個(gè)區(qū)，土體abf的滑動(dòng)推力為，土體cde的推力為n，分別作用于fb和ec面上。由土體bcef產(chǎn)生的抗滑力作用于bc面上，穩(wěn)定安全系數(shù)可表示為： （47）式中w土體bcef的自重； 、軟弱夾層的內(nèi)摩擦角和凝聚力。 求a、Pn時(shí)，也可用條分法將兩邊的滑動(dòng)土體abf和cde分成幾個(gè)條塊，并

36、假定條塊間的推力近似于水平。用上述試算法，擬定一個(gè)安全系數(shù)，推求各條塊對(duì)下一塊的推力（求a時(shí)從左塊開(kāi)始，求Pn時(shí)則從右塊開(kāi)始），得出a和Pn后代進(jìn)式（4-47），如果得到值與擬定的值不同，則重新擬定，重復(fù)計(jì)算，直至兩者相等為止。當(dāng)然，也要多假定幾個(gè)ab弧和cd弧的位置，經(jīng)過(guò)多次試算，才能求出沿這種滑動(dòng)面的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。§4-5土石壩的地基處理一、砂礫石地基處理l 主要問(wèn)題：解決滲流問(wèn)題。l 措施：上防下排，上防包括水平和鉛直防滲措施，下排主要是排水減壓，鉛直的防滲措施能夠截?cái)嗟鼗鶟B流，可靠而有效地解決地基滲流問(wèn)題，在技術(shù)條件可能而又經(jīng)濟(jì)合理時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。（一）粘性土截水墻當(dāng)覆蓋層

37、深度在15m以內(nèi)時(shí)，可開(kāi)挖深槽直達(dá)不透水層或基巖，槽內(nèi)回填粘性土而成截水墻（也稱截水槽），心墻壩、斜墻壩常將防滲體向下延伸至不透水層而成截水墻。截水墻底寬常根據(jù)回填土料的允許滲透坡降與基巖接觸面抗?jié)B流沖刷的允許坡降以及施工條件確定。截水墻內(nèi)回填粘土、重壤土?xí)r不小于0.1H（H為作用水頭），中、輕壤土不小于0.2H，且一般不小于3m，以利于施工。截水墻的土料應(yīng)與其上部的心墻或斜墻一致。均質(zhì)土壩截水墻所用土料應(yīng)與壩體相同，其截水墻的位置宜設(shè)于距上游壩腳1/31/2壩底寬處。截水墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、防滲效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)是槽身挖填和壩體填筑不便同時(shí)進(jìn)行，若汛前要達(dá)到一定的壩高攔洪渡汛，

38、工期較緊。（二）板樁當(dāng)透水的沖積層較厚時(shí)，可采用板樁截水，或先挖一定深度的截水槽，槽下打板樁，槽中回填粘土，即合并使用板樁和截水墻。通常采用的是鋼板樁，木板樁一般只用于圍堰等臨時(shí)性工程。鋼板樁可以穿過(guò)礫石類土和軟弱或風(fēng)化的巖石，在砂卵石層中打鋼板樁時(shí)，由于孤石的阻力，可能使板樁歪斜，顯著地增加透水性，加之造價(jià)較高，在我國(guó)用得不多。（三）混凝土防滲墻用鉆機(jī)或其它設(shè)備在土層中造成圓孔或槽孔，在孔中澆混凝土，最后連成一片，成為整體的混凝土防滲墻，適用于地基滲水層較厚的情況。防滲墻厚度根據(jù)防滲和強(qiáng)度要求確定。按施工條件可在0.61.3m之間選用（一般為0.8m），因受鉆孔機(jī)具的限制，墻厚不能超過(guò)1.3

39、m?；炷练罎B墻的允許坡降一般為80100，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10，抗?jié)B等級(jí)P6P8，坍落度820cm，水泥用量每m3為300kg左右。墻底應(yīng)嵌入半風(fēng)化巖內(nèi)0.51.0m，頂端插入防滲體，插入深度應(yīng)為壩前水頭的1/10，且不得小于2m。（四）灌漿帷幕當(dāng)砂卵石層很厚時(shí)，用上述3種處理方法都較困難或不夠經(jīng)濟(jì)，可采用灌漿帷幕防滲。灌漿帷幕的施工方法是：先用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)造孔，同時(shí)用泥漿固壁，鉆完孔后在孔中注入填料，插入帶孔的鋼管（圖4-48），待填料凝固后，在帶孔的鋼管中置入雙塞灌漿器，用一定壓力將水泥漿或水泥粘土漿壓入透水層的孔隙中。壓漿可自下而上分段進(jìn)行，分段可根據(jù)透水層性質(zhì)采用0.330.5m不等

40、。待漿液凝固后，就形成了防滲帷幕。砂卵石地基的可灌性，可根據(jù)地基的滲透系數(shù)，可灌比值M及小于0.1mm顆粒含量等因素來(lái)評(píng)判。M=，D15為某一粒徑，在被灌土層中小于此粒徑的土重占總土重的15%，d85是另一粒徑，在灌漿材料中小于此粒徑的重量占總土重的85%。一般認(rèn)為，地基中小于0.1mm的顆粒含量不超過(guò)5%，或滲透系數(shù) k>10-2cm/s或M>10,可灌水泥粘土漿，當(dāng)滲透系數(shù)k>10-1cm /s 或M>15時(shí)，可灌水泥漿。灌漿帷幕的厚度T，根據(jù)帷幕最大作用水頭H和允許水力坡降J, 按下式估算： 一般J=34。灌漿帷幕的優(yōu)點(diǎn)是灌漿深度大，這種方法的主要問(wèn)題是對(duì)地基的適

41、應(yīng)性較差，有的地基如粉砂、細(xì)砂地基，不易灌進(jìn)，而透水性太大的地基又往往耗漿量太大。（五）防滲鋪蓋這是由粘性土做成的水平防滲設(shè)施，是斜墻、心墻或均質(zhì)壩體向上游延伸的部分。當(dāng)采用垂直防滲有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可考慮采用鋪蓋防滲。防滲鋪蓋構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)一般不高，但它不能完全截?cái)酀B流，只是通過(guò)延長(zhǎng)滲徑的辦法，降低滲透坡降，減小滲透流量，所以對(duì)解決滲流控制問(wèn)題有一定的局限性，其布置形式如圖所示。鋪蓋常用粘土或砂質(zhì)粘土材料，滲透系數(shù)應(yīng)小于砂礫石層滲透系數(shù)的1/100。鋪蓋長(zhǎng)度一般為4-6倍水頭，鋪蓋厚度主要取決于各點(diǎn)頂部和底部所受的水頭差Hx和土料的允許坡降J,即距上游端為x處的厚度應(yīng)不小于,J值對(duì)于粘土可取

42、510，對(duì)壤土可取35。上游端部厚度不小于0.5m，與斜墻連接處常達(dá)35m。鋪蓋表面應(yīng)設(shè)保護(hù)層，鋪蓋與砂礫石地基之間應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置反濾層或墊層。（六）排水減壓措施常用的排水減壓設(shè)施有排水溝和排水減壓井。排水溝在壩趾稍下游平行壩軸線設(shè)置，溝底深入到透水的砂礫石層內(nèi)，溝頂略高于地面，以防止周圍表土的沖淤。按其構(gòu)造，可分為暗溝和明溝兩種。兩者都應(yīng)沿滲流方向按反波層布置，明溝溝底與下游的河道連接。將深層承壓水導(dǎo)出水面，然后從排水溝中排出，其構(gòu)造如圖所示。在鉆孔中插入帶有孔眼的井管，周圍包以反濾料，管的直徑一般為2030cm,井距一般為2030m。二、細(xì)砂與淤泥地基處理（一）細(xì)砂與淤泥地基處理飽和的均勻

43、細(xì)砂地基在動(dòng)力作用下，特別是在地震作用下易于液化，應(yīng)采取工程措施加以處理。當(dāng)厚度不大時(shí)，可考慮將其挖除。當(dāng)厚度較大時(shí)，可首先考慮采取人工加密措施，使之達(dá)到與設(shè)計(jì)地震烈度相適應(yīng)的密實(shí)狀態(tài)，然后采取加蓋重，加強(qiáng)排水等附加防護(hù)設(shè)施。(二)淤泥層的地基處理淤泥層地基天然含水量大，重度小，抗剪強(qiáng)度低、承載能力小。當(dāng)埋藏較淺且分布范圍不大時(shí)，一般應(yīng)把它全部挖除；當(dāng)埋藏較深，分布范圍又較寬時(shí)，則常采用壓重法或設(shè)置砂井加速排水固結(jié)。壓重施加于壩趾處。砂井排水法，是在壩基中鉆孔，然后在孔中填入砂礫，在地基中形成砂樁的一種方法。設(shè)置砂井后，地基中排除孔隙水的條件大為改善，可有效地增加地基土的固結(jié)速度。三、軟粘土和

44、黃土地基處理軟粘土層較薄時(shí)，一般全部挖除。當(dāng)土層較薄而其強(qiáng)度并不太低時(shí)，可只將表面較薄的可能不穩(wěn)定的部位挖除，換填較高強(qiáng)度的砂，稱為換砂法。黃土地基在我國(guó)西北部地區(qū)分布較廣，其主要特點(diǎn)是浸水后沉降較大。處理的方法一般有：預(yù)先浸水，使其濕陷加固；將表層土挖除，換土壓實(shí)；夯實(shí)表層土，破壞黃土的天然結(jié)構(gòu)，使其密實(shí)等。§4-6面板堆石壩一概述堆石壩主要由堆石作為支承體和弱透水材料作為防滲體這兩部分組成。按防滲體的位置分為心墻壩和斜墻壩，按防滲體材料的性質(zhì)分為剛性防滲體(如混凝土、鋼筋混凝土、木板和鋼板等)的壩和塑性防滲體（如土料和瀝青混凝土等）的壩，按施工方法分為拋填的、碾壓的和定向爆破的壩

45、，其主要類型如圖 所示。二堆石壩的特點(diǎn)堆石壩與其它壩型比較具有如下主要特點(diǎn)：（1）有廣泛的適用性。如地震區(qū)、多雨、寒冷以及交通不便地區(qū)等，都可修建,而且不影響施工。(2)可就地取材，在經(jīng)濟(jì)上有較大的優(yōu)越性。(3)施工機(jī)械的迅速發(fā)展和施工的高度機(jī)械化，大大加速了建壩的速度，減少了投資費(fèi)用。(4)可承受水頭不大的壩頂漫溢，較之土壩有更大的安全性，施工渡汛時(shí)也允許有少量漫水。三壩頂和壩坡(一) 壩頂和壩坡堆石壩一般為梯形剖面，其壩頂寬度和壩頂高程的確定與土壩類似。堆石壩的壩坡與石料性質(zhì)、壩高、壩型和地基條件有關(guān)，下游坡一般取1:1.251:1.4。如果石料質(zhì)量或地基條件較差，則需要放緩邊坡，有的達(dá)1

46、:2.01:2.2左右。我國(guó)有些巖基上的堆石壩下游坡用大塊石護(hù)面或干砌石護(hù)面，坡度可陡至1:1，甚至1:0.51:0.7，運(yùn)用情況良好。上游坡取決于防滲體的材料和結(jié)構(gòu)，變化范圍較大，可自1:0.5到1:2.5，在地震區(qū)有的達(dá)1:3.0，由穩(wěn)定計(jì)算條件確定。(二)堆石壩的構(gòu)造組成：堆石體、防滲體和上述二者之間的墊層（或過(guò)渡層）。1、堆石體 堆石體是支承堆石壩并使之穩(wěn)定的一個(gè)主要部分。一般應(yīng)采用新鮮、完整、堅(jiān)硬和耐久的石料。對(duì)于沉降反應(yīng)敏感的非土質(zhì)防滲體（混凝土和瀝青混凝土）堆石壩，當(dāng)壩殼或壩體采用拋填式堆石施工時(shí)，要求盡可能采用新鮮、完整、堅(jiān)實(shí)的大石料，并要求石塊的最大邊長(zhǎng)與最小邊長(zhǎng)之比不大于35，細(xì)料不超過(guò)5%。對(duì)于土質(zhì)防滲體堆石壩，可把粒徑較小、強(qiáng)度較低、抗凍性也較差的石料填筑在壩體內(nèi)部，兩側(cè)棱體則采用強(qiáng)度較高、粒徑較大的材料。碾壓堆石壩一般多采用薄層碾壓填筑堆石。每層填筑的厚度約0.60.9m,用614t的振動(dòng)碾碾壓，使干