【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 游面、溢流面、下游面最高尾水位以下、壩內(nèi)廊道和孔洞穿過(guò)分縫處的四周等部位 ，設(shè)計(jì)上有什么不同？ 碾壓重力壩：材料：無(wú)坍落度的干硬性混凝土混凝土分區(qū)：“金包銀”(RCD)－觀音閣；全碾壓式(RCC)壩體防滲：常態(tài)混凝土防滲；瀝青砂漿防滲層 壩體分縫：不設(shè)縱縫，橫縫可減少 溫度控制：適當(dāng)減少 。工作特點(diǎn)：壩基滲水通過(guò)寬縫排出，滲透壓力明顯降低；作用面積小，揚(yáng)壓力小。特點(diǎn)：空腔下部不設(shè)底板，減少了壩底面上的揚(yáng)壓力。支墩壩是由一系列支墩和擋水面板組成，支墩沿壩軸線排列，前面設(shè)擋面板。支墩按照結(jié)構(gòu)分：大頭壩、連拱壩、平板壩。第四章 拱壩（1）穩(wěn)定特點(diǎn)：主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔谩＃?）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：拱壩屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力強(qiáng)，安全度高，當(dāng)外荷載增大或壩的某一部位發(fā)生局部開(kāi)裂時(shí)，壩體的拱和梁作用將會(huì)自行調(diào)整。（3）荷載特點(diǎn)：拱壩壩身不設(shè)永久伸縮縫，溫度變化和基巖變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響比較顯著。拱壩是一種推力結(jié)構(gòu)——拱壩結(jié)構(gòu)上的根本特點(diǎn)壩體承受的荷載○1一部分通過(guò)拱作用——兩岸巖體，○2一部分通過(guò)梁作用——壩底基巖 壩體穩(wěn)定，主要依靠?jī)砂豆岸说姆醋饔茫恢皇强繅误w重量來(lái)維持 壩體內(nèi)力分布以壓應(yīng)力為主，壓力分布較均勻，有利于發(fā)揮材料強(qiáng)度。？地形要求：左右兩岸對(duì)稱，岸坡平順無(wú)突變，在平面上是向下游收縮的狹窄河谷段。（理想的）地質(zhì)要求：兩岸的基巖必須能承受由拱端傳來(lái)的推力，要在任何情況下保持穩(wěn)定。河谷的形狀特征用壩頂高程處的河谷寬度L與最大壩高H的比值，即寬高比L/H 表示——作為修建拱壩的一項(xiàng)指標(biāo)。L/H 小拱作用大，壩體可薄。拱壩的厚薄程度常以壩底最大厚度T和最大壩高H的比值，即厚高比T/H來(lái)區(qū)分。（1）按建筑材料和施工方法分：常規(guī)混凝土拱壩、碾壓混凝土拱壩、砌石拱壩（2）按拱圈線形分類：?jiǎn)涡膱A、雙心圓、三心圓、拋物線、對(duì)數(shù)螺旋線、橢圓拱壩等（3）按壩面曲率分：只有水平向曲率，單曲拱壩；水平豎直都有，雙曲拱壩 對(duì)于一定寬度的河谷，拱中心角越大，拱圈厚度越小，材料強(qiáng)度越能充分得到利用，因而適當(dāng)加大中心角是有利的。然而加大中心角會(huì)使拱圈的弧長(zhǎng)增加，在一定程度上抵消了減薄拱圈厚度所節(jié)省的工程量。由于拱壩的最大應(yīng)力常在壩高1/3~1/2處，所以有的工程在壩的中下部采用較大的中心角，由此而向上向下中心角都減小。？中心角2δA較大時(shí)會(huì)直接影響到壩肩的穩(wěn)定，2δA較大時(shí)對(duì)壩肩穩(wěn)定不利 、溫降對(duì)壩體應(yīng)力及穩(wěn)定的影響拱壩封拱：橫縫（徑向）、縱縫，蓄水前需灌漿封填(封拱)，使壩連成整體。封拱溫度：壩體處于溫升狀態(tài)時(shí)：壩體受力(M、Q)與水壓力作用剛好相反，有利于降低壩內(nèi)應(yīng)力，軸力N方向相同，對(duì)壩端的推力加大，不利穩(wěn)定。故封拱溫度通常選得較低。一般選在年平均氣溫或略低時(shí)，進(jìn)行封拱。原則：在滿足穩(wěn)定和建筑物運(yùn)用要求下，通過(guò)調(diào)整拱壩外形尺寸，使壩體材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，控制拉應(yīng)力在允許范圍內(nèi)，而壩體工程量最省。？最合理的拱圈形式應(yīng)當(dāng)是：變曲率、變厚度、扁平的 ○1其壓力線接近拱軸線，使截面壓應(yīng)力分布趨于均勻；○2傳到兩岸巖體上的合力方向與巖體的交角較大，以利壩肩穩(wěn)定。拋物線拱的優(yōu)點(diǎn)：曲率變化連續(xù)、壓應(yīng)力分布均勻、利于壩肩巖體穩(wěn)定 ？自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、動(dòng)水壓力、泥沙壓力、冰壓力、浪壓力、溫度荷載及地震荷載 當(dāng)壩體溫度低于封拱溫度時(shí)，壩軸線收縮，使壩體向下游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力的方向與水壓力產(chǎn)生的相同，但軸力方向相反；當(dāng)壩體溫度高于封拱溫度時(shí)，壩軸線伸長(zhǎng)，使壩體向上游變位，由此產(chǎn)生的彎矩和剪力方向與水壓力產(chǎn)生的相反，但與軸力方向相同。因此，溫降對(duì)壩體應(yīng)力不利；溫升使拱端推力加大，對(duì)壩肩穩(wěn)定不利。在拱壩分析中，溫度荷載分為：均勻溫差（主要部分），等效線性溫差，非線性溫差 、應(yīng)力指標(biāo)（1）純拱法：假定壩體由若干層獨(dú)立的水平拱圈疊合而成，每層拱圈可作為彈性固端拱進(jìn)行計(jì)算。由于純拱法沒(méi)有反應(yīng)拱圈之間的相互作用，假定荷載全部由水平拱承擔(dān)，不符合拱壩的實(shí)際受力狀況，因而求出的應(yīng)力一般偏大。（2）拱梁分載法：將拱壩視為由若干水平拱圈和豎直懸臂梁組成的空間結(jié)構(gòu)，壩體承受的荷載一部分由拱系承擔(dān)，一部分由梁系承擔(dān)，拱和梁的荷載分配由拱系和梁系在各交點(diǎn)處變位一致的條件來(lái)確定。（3)有限元法：將拱壩視為空間殼體或三維連續(xù)體，根據(jù)壩體體形，選擇不同的單元模型。（4）殼體理論計(jì)算方法（5）結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)（6）拱冠梁法：是按中央懸臂梁與若干層水平拱在其相交點(diǎn)變位一致的原則分配荷載的拱壩應(yīng)力分析方法。是一種簡(jiǎn)化了的拱梁分載法應(yīng)力指標(biāo)：容許壓應(yīng)力、容許拉應(yīng)力？剛體極限平衡法的基本假定是什么？拱壩失穩(wěn)形式：壩肩巖體（拱座）失穩(wěn)；沿建基面及附近軟弱面的上滑失穩(wěn)，最常見(jiàn)的失穩(wěn)方式是壩肩巖體在拱端推力作用下發(fā)生的滑動(dòng)失穩(wěn)。穩(wěn)定分析方法計(jì)算分析法:剛體極限平衡法○2有限元法：地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn) 剛體極限平衡法基本假定：○,不考慮期間的相對(duì)位移○，不考慮力矩平衡○○，滑裂面上的剪力達(dá)極限 壩身泄水方式：（1）自由跌流式（2）鼻坎挑流式（3）滑雪道式—拱壩特有的一種泄洪方式（4）壩身泄水孔式 消能方式：（1）跌流消能（2）底流消能（深式泄水孔）（3）挑流消能 ？如何處理？在一定條件下，可將橫縫的一部分保持為永久性的明縫。、重力墩與周邊縫對(duì)于地形不規(guī)則的河谷或局部有深槽時(shí)，可在基巖與壩體之間設(shè)置墊座，在墊座與壩體間形成周邊縫。周邊縫一般可做成二次曲線或卵形曲線，使墊座以上壩體盡量對(duì)稱。重力墩是拱壩壩端的人工支座。在拱壩建設(shè)中，確定建基面時(shí)多以巖體風(fēng)化標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，一般是：高壩應(yīng)開(kāi)挖至新鮮或微風(fēng)化的基巖；中壩應(yīng)盡量開(kāi)挖至微風(fēng)化或弱風(fēng)化中下部的巖體。？分別適合什么樣的河谷形狀？V形河谷，可選雙曲拱壩（在水平面及鉛直面上均有曲率，各層拱圈的中心角和半徑是變化的）U形河谷，可選單曲拱壩（其上游面鉛直，下游面是斜線或折線，僅在水平面上呈曲線形）第五章 土石壩土石壩指由土石料等當(dāng)?shù)厣⒘ｓw材料填筑而成的壩。特點(diǎn)：（1）就地取材，節(jié)省三材；（2）適應(yīng)各種地形、地質(zhì)和氣候條件；（3）適應(yīng)機(jī)械化施工；（4）各種理論、試驗(yàn)、技術(shù)的發(fā)展對(duì)土石壩的建設(shè)和推廣有促進(jìn)作用。土石壩設(shè)計(jì)基本要求（1）具有足夠的斷面以保持壩的穩(wěn)定；（2）設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流；（3）因地制宜選擇壩體筑壩材料和壩體的結(jié)構(gòu)形式；（4）壩基足夠穩(wěn)定；（5）有足夠的泄洪能力和安全超高；（6）采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施，使壩運(yùn)用可靠耐久。土石壩類型按施工方法：碾壓式土石壩、填填式土石壩、水中填土壩、定向爆破土石壩碾壓式土石壩按材料種類和在壩身內(nèi)的配置：均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體分區(qū)壩（又分：心墻壩、斜心墻壩、斜墻壩）、非土質(zhì)防滲體壩。壩坡坡率的選擇遵循規(guī)律（1）上游壩坡應(yīng)比下游坡為緩（2）斜墻壩的上游壩坡一般較心墻壩為緩。而厚心墻壩的下游壩坡，一般較斜墻壩為緩（3）粘性土料做成的壩坡，常沿高度分成數(shù)段，每段10~30m砂石和堆石的穩(wěn)定壩坡為一平面，可采用均一坡率。（4）由粉土、砂、輕壤土修建的均質(zhì)壩，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)分段采用不同坡率。滲流分析的內(nèi)容（1）確定壩體內(nèi)侵潤(rùn)線及其下游逸出點(diǎn)位置，繪制壩體及壩基內(nèi)的等勢(shì)線分布圖或流網(wǎng)圖；（2）確定滲流的主要參數(shù)——滲流流速與比降（3）確定滲流量。滲流分析的方法（1）水力學(xué)方法（2）流網(wǎng)法：流網(wǎng)法是一種圖解法。根據(jù)等勢(shì)線和流線互相正交，每一個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比保持為常數(shù)的特性繪制流網(wǎng)（3）有限元法土石壩滲流變形（1）管涌：指在滲流作用下，土中的細(xì)顆粒由骨架孔隙通道中被帶走而流失的現(xiàn)象。（2）流土：指在向上滲流作用下，表層局部土體被頂起或是粗細(xì)顆粒群發(fā)生浮動(dòng)而流失的現(xiàn)象。（3）接觸沖刷：指滲流沿著滲透系數(shù)不同的兩種土層接觸面上或是建筑物與地基接觸面上流動(dòng)時(shí)，將細(xì)顆粒沿接觸面帶走的現(xiàn)象。（4）接觸流土：指在滲流系數(shù)相差懸殊的兩種土層交界面上，由于滲流垂直于層面流動(dòng)，將滲流系數(shù)較大土層中的細(xì)顆粒帶入滲流系數(shù)較大土層中的現(xiàn)象。注意：前兩種主要出現(xiàn)在單一土層中，后兩種多出現(xiàn)在多種土層中。粘性土的滲流變形主要是流土。土石壩穩(wěn)定分析理論：摩爾庫(kù)倫理論：認(rèn)為最大剪應(yīng)力是導(dǎo)致材料破壞的控制因素，破壞面上的抗剪強(qiáng)度和極限剪應(yīng)力是法向應(yīng)力的函數(shù)。計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度的兩種方法：總應(yīng)力法、有效應(yīng)力法。有效應(yīng)力等于總應(yīng)力與孔隙壓力之差。計(jì)算工況：施工期（包括竣工時(shí)）、穩(wěn)定滲流期、水庫(kù)水位降落期、地震作用時(shí)。穩(wěn)定分析方法（1）簡(jiǎn)單條分法——瑞典圓弧法：該法不滿足每一土條力的平衡條件，使計(jì)算出的安全系數(shù)偏低。（2）簡(jiǎn)化的畢肖普法：畢肖普法的局限性是只適用于圓弧滑動(dòng)面的情況。（3）滑楔法：滑楔法只滿足力的平衡條件，不滿足力矩平衡條件，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性不足。β選擇不當(dāng)易出誤差。（4）滿足所有力和力矩平衡的方法。1固結(jié)與沉降固結(jié)：土石壩和地基在施工和蓄水過(guò)程中，在荷載作用下土體不斷得到壓密，孔隙變小，孔隙水在壓力作用下產(chǎn)生不穩(wěn)定滲流。1非線性彈性EB模型鄧肯張?zhí)岢鲆环N雙曲線型非線性彈性模型，以土的切線模量E和體積模量B作為計(jì)算參數(shù)。鄧肯張模型共有8個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)通過(guò)三軸排水壓縮試驗(yàn)測(cè)定；采用總應(yīng)力分析時(shí)，通過(guò)三軸不排水壓縮試驗(yàn)測(cè)定。模型以E、B為參量表示應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，故稱為EB模型。鄧肯張模型于此的一些土壩的變形與實(shí)測(cè)結(jié)果比較接近。但該模型不能描述土的塑性變形特性，不能反映土體接近破壞時(shí)、破壞發(fā)生時(shí)和破壞后的特性，不能考慮中間主應(yīng)力的影響，也不考慮土的剪脹性1拱效應(yīng)由于心墻和壩殼土料變形性質(zhì)的不同，在壩體內(nèi)產(chǎn)生“拱”效應(yīng)，使心墻部位顯著卸載，而在過(guò)渡區(qū)內(nèi)形成應(yīng)力集中。拱效應(yīng)可使心墻中的豎向應(yīng)力較γsh（γs為填土容重，h為填土深度）減小很多。1水力劈裂壩的下游坡出現(xiàn)集中漏水，但漏水不是在水庫(kù)滿蓄后立即發(fā)生，而是延遲幾個(gè)小時(shí) 幾天后突然發(fā)生。說(shuō)明，在一定條件下，水庫(kù)水壓力可使已存在的閉合裂縫張開(kāi)或是產(chǎn)生新的裂縫，故稱為水力劈裂。可能發(fā)生水力劈裂的情況：總應(yīng)力小于或等于水壓力，土料的變形和透水性不均一。1填筑標(biāo)準(zhǔn)填筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)控制指標(biāo)：壓實(shí)度、最優(yōu)含水率（指在一定的壓實(shí)功能條件下達(dá)到最佳壓實(shí)效果時(shí) 含水率）。粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)以壓實(shí)度和最優(yōu)含水率作為設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)粘性土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按相對(duì)密度確定。1壩殼料主要用來(lái)保持壩體穩(wěn)定，應(yīng)具有比較高的強(qiáng)度。1防滲體（1）土質(zhì)防滲體：防滲體：指該部位土體比壩殼其他部位更不透水，它的作用是控制壩體內(nèi)侵潤(rùn)線的位置，并保持滲流穩(wěn)定。（2）瀝青混凝土防滲體：有較好的塑像和柔性，防滲和適應(yīng)變形能力好，產(chǎn)生裂縫時(shí)，有一定自行愈合的功能，且受氣候影響小。1壩頂與護(hù)坡（1）壩頂：壩頂護(hù)面采用密實(shí)的砂礫石、碎石、單層砌石或?yàn)r青混凝土等柔性材料以適應(yīng)壩的變形，并對(duì)防滲體起保護(hù)作用，防止干裂和雨水沖蝕。壩頂選用耐沖材料，壩頂上游側(cè)宜設(shè)防浪墻。（2）護(hù)坡：上游護(hù)坡的常用型式為：干砌石、漿砌石、堆石或水泥土。下游護(hù)坡采用干砌石、碎石、礫石或草皮護(hù)坡。還應(yīng)設(shè)壩面排水系統(tǒng)來(lái)避免雨水漫流沖刷壩坡坡面。嚴(yán)寒地區(qū)還應(yīng)設(shè)防凍墊層。1壩體排水排水作用：控制和引導(dǎo)滲流，降低侵潤(rùn)線，加速孔隙水壓力消散，以增強(qiáng)壩的穩(wěn)定，并保護(hù)下游壩坡免遭凍脹破壞。棱體排水 貼坡排水 壩內(nèi)排水 反濾層及過(guò)渡層反濾層：濾土排水，保護(hù)滲流出口，防止壩體和壩基發(fā)生管涌、流土等滲流變形破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。過(guò)濾層主要對(duì)其兩側(cè)土料的變形起協(xié)調(diào)作用，反濾層可起過(guò)渡作用，而過(guò)渡層卻不一定滿足反濾層的要求。設(shè)計(jì)要求：（1）有足夠小的孔隙防止被保護(hù)土層發(fā)生管涌等有害滲流變形（2）有足夠大孔隙保證透水性大于被保護(hù)層來(lái)順暢排出滲透水流。2土石壩裂縫類型和成因（1）縱向裂縫：走向大體與壩軸線平行，多數(shù)發(fā)生在壩頂和壩坡中部。易形成：土質(zhì)斜墻壩壩 材料如壓實(shí)不足，沉降變形大，上部和下部沉降不均，都可使斜墻斷裂，形成縱向裂縫；高壓縮性地基上也易形成壩坡面和壩內(nèi)部的縱向裂縫（2）橫向裂縫：走向與壩軸線近乎垂直，多發(fā)生在兩岸壩肩附近。岸坡較陡峻或岸坡地形突變時(shí)，都易發(fā)生（3）內(nèi)部裂縫：主要有壩基和壩體不均勻沉降引起。2巖基處理防滲處理方法：接觸面做好表面處理，采用水泥或化學(xué)材料灌漿、混凝土塞、混凝土防滲墻，或加寬心墻、加設(shè)防滲鋪蓋等措施，以增長(zhǎng)滲徑，或?qū)鄬优c壩的防滲體分隔開(kāi)，防止接觸沖刷。巖基穩(wěn)定性較強(qiáng)時(shí)需做帷幕灌漿。2砂礫石壩基處理在砂礫石地基上建壩的主要問(wèn)題是進(jìn)行滲流控制，解決的主要方法是做好防滲和排水。（1）粘性土截水槽：當(dāng)壩基砂礫石層不太厚時(shí)采用。（2）混凝土防滲墻：深厚砂礫石地基采用（3）灌漿帷幕：砂礫石壩基的灌漿采用水泥、粘土和膨潤(rùn)土等粒狀材料（4）防滲鋪蓋：作用：延長(zhǎng)滲徑，從而使壩基滲漏損失和滲流比降減小至容許范圍內(nèi)。（5）下游排水減壓設(shè)施2裂縫的防治措施（1）改善壩體結(jié)構(gòu)或平面布置（2）采用實(shí)用的施工措施和運(yùn)行方式（3）重視壩基處理（4）適當(dāng)選擇壩石土料2連接（1）壩體與壩基及岸坡的連接（2）壩體與混凝土建筑物的連接2液化剪應(yīng)力循環(huán)作用的次數(shù)達(dá)到 一定數(shù)值后，有效應(yīng)力趨于0，全部應(yīng)力由土骨架轉(zhuǎn)移到水，土的抗剪強(qiáng)度和抵抗變形的能力幾乎完全喪失，而且變形的增長(zhǎng)具有突發(fā)性質(zhì)，土轉(zhuǎn)化為液化狀態(tài)。2堆石壩主要組成：①堆石體（墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)）；②鋼筋混凝土面板及其與河床和岸坡相連接的趾板構(gòu)成的防滲系統(tǒng)。2土質(zhì)心墻堆石壩優(yōu)點(diǎn)：可利用大型振動(dòng)碾壓實(shí)堆石，使壩體達(dá)到較高的緊密度，以減小工程量；可利用土質(zhì)心墻的柔性適應(yīng)壩體變形，保障防滲體的安全。2堆石壩的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：密度大，抗剪強(qiáng)度高，壩坡較陡，抗震性能較好（2）運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：沉降量最小易于檢修、維護(hù)（3）施工特點(diǎn)：堆石體可分區(qū)，充分利用修建泄水建筑物開(kāi)挖的石料，降低了工程造價(jià)，簡(jiǎn)化了施