【文章內容簡介】 游面、溢流面、下游面最高尾水位以下、壩內廊道和孔洞穿過分縫處的四周等部位 ，設計上有什么不同？ 碾壓重力壩：材料：無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：不設縱縫，橫縫可減少 溫度控制：適當減少 。工作特點：壩基滲水通過寬縫排出，滲透壓力明顯降低；作用面積小，揚壓力小。特點：空腔下部不設底板，減少了壩底面上的揚壓力。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，前面設擋面板。支墩按照結構分：大頭壩、連拱壩、平板壩。第四章 拱壩（1）穩(wěn)定特點：主要依靠兩岸拱端的反力作用。（2）結構特點：拱壩屬于高次超靜定結構，超載能力強，安全度高，當外荷載增大或壩的某一部位發(fā)生局部開裂時，壩體的拱和梁作用將會自行調整。（3）荷載特點：拱壩壩身不設永久伸縮縫，溫度變化和基巖變形對壩體應力的影響比較顯著。拱壩是一種推力結構——拱壩結構上的根本特點壩體承受的荷載○1一部分通過拱作用——兩岸巖體，○2一部分通過梁作用——壩底基巖 壩體穩(wěn)定，主要依靠兩岸拱端的反作用，而不只是靠壩體重量來維持 壩體內力分布以壓應力為主，壓力分布較均勻，有利于發(fā)揮材料強度。？地形要求：左右兩岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上是向下游收縮的狹窄河谷段。（理想的）地質要求：兩岸的基巖必須能承受由拱端傳來的推力，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指標。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：單心圓、雙心圓、三心圓、拋物線、對數螺旋線、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 對于一定寬度的河谷，拱中心角越大，拱圈厚度越小，材料強度越能充分得到利用，因而適當加大中心角是有利的。然而加大中心角會使拱圈的弧長增加，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較大時會直接影響到壩肩的穩(wěn)定，2δA較大時對壩肩穩(wěn)定不利 、溫降對壩體應力及穩(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：壩體受力(M、Q)與水壓力作用剛好相反，有利于降低壩內應力，軸力N方向相同，對壩端的推力加大，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，進行封拱。原則：在滿足穩(wěn)定和建筑物運用要求下，通過調整拱壩外形尺寸，使壩體材料強度得到充分發(fā)揮，控制拉應力在允許范圍內，而壩體工程量最省。？最合理的拱圈形式應當是：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：曲率變化連續(xù)、壓應力分布均勻、利于壩肩巖體穩(wěn)定 ？自重、靜水壓力、揚壓力、動水壓力、泥沙壓力、冰壓力、浪壓力、溫度荷載及地震荷載 當壩體溫度低于封拱溫度時，壩軸線收縮，使壩體向下游變位，由此產生的彎矩和剪力的方向與水壓力產生的相同，但軸力方向相反；當壩體溫度高于封拱溫度時，壩軸線伸長，使壩體向上游變位，由此產生的彎矩和剪力方向與水壓力產生的相反，但與軸力方向相同。因此，溫降對壩體應力不利；溫升使拱端推力加大，對壩肩穩(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 、應力指標（1）純拱法：假定壩體由若干層獨立的水平拱圈疊合而成，每層拱圈可作為彈性固端拱進行計算。由于純拱法沒有反應拱圈之間的相互作用，假定荷載全部由水平拱承擔，不符合拱壩的實際受力狀況，因而求出的應力一般偏大。（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構，壩體承受的荷載一部分由拱系承擔，一部分由梁系承擔，拱和梁的荷載分配由拱系和梁系在各交點處變位一致的條件來確定。（3)有限元法：將拱壩視為空間殼體或三維連續(xù)體，根據壩體體形，選擇不同的單元模型。（4）殼體理論計算方法（5）結構模型試驗（6）拱冠梁法：是按中央懸臂梁與若干層水平拱在其相交點變位一致的原則分配荷載的拱壩應力分析方法。是一種簡化了的拱梁分載法應力指標：容許壓應力、容許拉應力？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)生的滑動失穩(wěn)。穩(wěn)定分析方法計算分析法:剛體極限平衡法○2有限元法：地質力學模型試驗 剛體極限平衡法基本假定：○,不考慮期間的相對位移○，不考慮力矩平衡○○，滑裂面上的剪力達極限 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。、重力墩與周邊縫對于地形不規(guī)則的河谷或局部有深槽時，可在基巖與壩體之間設置墊座，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稱。重力墩是拱壩壩端的人工支座。在拱壩建設中，確定建基面時多以巖體風化標準為依據，一般是：高壩應開挖至新鮮或微風化的基巖；中壩應盡量開挖至微風化或弱風化中下部的巖體。？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地散粒體材料填筑而成的壩。特點：（1）就地取材，節(jié)省三材；（2）適應各種地形、地質和氣候條件；（3）適應機械化施工；（4）各種理論、試驗、技術的發(fā)展對土石壩的建設和推廣有促進作用。土石壩設計基本要求（1）具有足夠的斷面以保持壩的穩(wěn)定；（2）設置良好的防滲和排水設施以控制滲流；（3）因地制宜選擇壩體筑壩材料和壩體的結構形式；（4）壩基足夠穩(wěn)定；（5）有足夠的泄洪能力和安全超高；（6）采用適當的構造措施，使壩運用可靠耐久。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的配置：均質壩、土質防滲體分區(qū)壩（又分：心墻壩、斜心墻壩、斜墻壩）、非土質防滲體壩。壩坡坡率的選擇遵循規(guī)律（1）上游壩坡應比下游坡為緩（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、輕壤土修建的均質壩，適當放緩下游壩坡。（5）當壩基或壩體土料沿壩軸線分布不一致時，應分段采用不同坡率。滲流分析的內容（1）確定壩體內侵潤線及其下游逸出點位置，繪制壩體及壩基內的等勢線分布圖或流網圖；（2）確定滲流的主要參數——滲流流速與比降（3）確定滲流量。滲流分析的方法（1）水力學方法（2）流網法：流網法是一種圖解法。根據等勢線和流線互相正交，每一個網格的長寬比保持為常數的特性繪制流網（3）有限元法土石壩滲流變形（1）管涌：指在滲流作用下，土中的細顆粒由骨架孔隙通道中被帶走而流失的現象。（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顆粒群發(fā)生浮動而流失的現象。（3）接觸沖刷：指滲流沿著滲透系數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時，將細顆粒沿接觸面帶走的現象。（4）接觸流土：指在滲流系數相差懸殊的兩種土層交界面上，由于滲流垂直于層面流動，將滲流系數較大土層中的細顆粒帶入滲流系數較大土層中的現象。注意：前兩種主要出現在單一土層中，后兩種多出現在多種土層中。粘性土的滲流變形主要是流土。土石壩穩(wěn)定分析理論：摩爾庫倫理論：認為最大剪應力是導致材料破壞的控制因素，破壞面上的抗剪強度和極限剪應力是法向應力的函數。計算土的抗剪強度的兩種方法：總應力法、有效應力法。有效應力等于總應力與孔隙壓力之差。計算工況：施工期（包括竣工時）、穩(wěn)定滲流期、水庫水位降落期、地震作用時。穩(wěn)定分析方法（1）簡單條分法——瑞典圓弧法：該法不滿足每一土條力的平衡條件，使計算出的安全系數偏低。（2）簡化的畢肖普法：畢肖普法的局限性是只適用于圓弧滑動面的情況。（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，計算結果準確性不足。β選擇不當易出誤差。（4）滿足所有力和力矩平衡的方法。1固結與沉降固結：土石壩和地基在施工和蓄水過程中，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作為計算參數。鄧肯張模型共有8個參數，這些參數通過三軸排水壓縮試驗測定；采用總應力分析時，通過三軸不排水壓縮試驗測定。模型以E、B為參量表示應力應變關系，故稱為EB模型。鄧肯張模型于此的一些土壩的變形與實測結果比較接近。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、破壞發(fā)生時和破壞后的特性，不能考慮中間主應力的影響，也不考慮土的剪脹性1拱效應由于心墻和壩殼土料變形性質的不同，在壩體內產生“拱”效應，使心墻部位顯著卸載，而在過渡區(qū)內形成應力集中。拱效應可使心墻中的豎向應力較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集中漏水，但漏水不是在水庫滿蓄后立即發(fā)生，而是延遲幾個小時 幾天后突然發(fā)生。說明，在一定條件下，水庫水壓力可使已存在的閉合裂縫張開或是產生新的裂縫，故稱為水力劈裂?？赡馨l(fā)生水力劈裂的情況：總應力小于或等于水壓力，土料的變形和透水性不均一。1填筑標準填筑標準設計控制指標：壓實度、最優(yōu)含水率（指在一定的壓實功能條件下達到最佳壓實效果時 含水率）。粘性土的填筑標準以壓實度和最優(yōu)含水率作為設計控制標準，無粘性土壓實標準按相對密度確定。1壩殼料主要用來保持壩體穩(wěn)定，應具有比較高的強度。1防滲體（1）土質防滲體：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侵潤線的位置，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，防滲和適應變形能力好，產生裂縫時，有一定自行愈合的功能，且受氣候影響小。1壩頂與護坡（1）壩頂：壩頂護面采用密實的砂礫石、碎石、單層砌石或瀝青混凝土等柔性材料以適應壩的變形，并對防滲體起保護作用，防止干裂和雨水沖蝕。壩頂選用耐沖材料，壩頂上游側宜設防浪墻。（2）護坡：上游護坡的常用型式為：干砌石、漿砌石、堆石或水泥土。下游護坡采用干砌石、碎石、礫石或草皮護坡。還應設壩面排水系統來避免雨水漫流沖刷壩坡坡面。嚴寒地區(qū)還應設防凍墊層。1壩體排水排水作用：控制和引導滲流，降低侵潤線，加速孔隙水壓力消散，以增強壩的穩(wěn)定，并保護下游壩坡免遭凍脹破壞。棱體排水 貼坡排水 壩內排水 反濾層及過渡層反濾層：濾土排水，保護滲流出口，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。過濾層主要對其兩側土料的變形起協調作用，反濾層可起過渡作用，而過渡層卻不一定滿足反濾層的要求。設計要求：（1）有足夠小的孔隙防止被保護土層發(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層來順暢排出滲透水流。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，多數發(fā)生在壩頂和壩坡中部。易形成：土質斜墻壩壩 材料如壓實不足，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，都易發(fā)生（3）內部裂縫：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，采用水泥或化學材料灌漿、混凝土塞、混凝土防滲墻，或加寬心墻、加設防滲鋪蓋等措施，以增長滲徑，或將斷層與壩的防滲體分隔開，防止接觸沖刷。巖基穩(wěn)定性較強時需做帷幕灌漿。2砂礫石壩基處理在砂礫石地基上建壩的主要問題是進行滲流控制，解決的主要方法是做好防滲和排水。（1）粘性土截水槽：當壩基砂礫石層不太厚時采用。（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、粘土和膨潤土等粒狀材料（4）防滲鋪蓋：作用：延長滲徑，從而使壩基滲漏損失和滲流比降減小至容許范圍內。（5）下游排水減壓設施2裂縫的防治措施（1）改善壩體結構或平面布置（2）采用實用的施工措施和運行方式（3）重視壩基處理（4）適當選擇壩石土料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液化剪應力循環(huán)作用的次數達到 一定數值后，有效應力趨于0，全部應力由土骨架轉移到水，土的抗剪強度和抵抗變形的能力幾乎完全喪失，而且變形的增長具有突發(fā)性質，土轉化為液化狀態(tài)。2堆石壩主要組成：①堆石體（墊層區(qū)、過渡區(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成的防滲系統。2土質心墻堆石壩優(yōu)點：可利用大型振動碾壓實堆石，使壩體達到較高的緊密度，以減小工程量；可利用土質心墻的柔性適應壩體變形，保障防滲體的安全。2堆石壩的特點（1）結構特點：密度大，抗剪強度高，壩坡較陡，抗震性能較好（2）運行維護特點：沉降量最小易于檢修、維護（3）施工特點：堆石體可分區(qū)，充分利用修建泄水建筑物開挖的石料，降低了工程造價，簡化了施