水工地质8 坝的工程地质研究1.ppt

* * 第八章 坝的工程地质研究 水工建筑物主要由三大部分组成： 挡水建筑物 主体建筑 泄水建筑物 取水、输水建筑物 +附属建筑物（水电站、航运船闸、鱼（筏）道等） 水利枢纽 水利枢纽按规模分为五个等级(课本） 工程地质条件： 是指与工程建筑物有关的各种地质因素的综合。内容主要包括： ①地形地貌 ②地质构造 ③地层岩性 ④水文地质条件 ⑤自然(物理)地质现象 ⑥天然建筑材料 第一节 水工建筑物工程地质条件 地形：指地表形态、高程、地势高低、山脉水系、自然景物、森林植被，以及人工建筑物分布等，常以地形图予以综合反映。 地貌：主要指地表形态的成因、类型，以及发育程度等，常以地貌图予以反映。 二、地质构造 一、地形地貌条件 决定因素，地质结构不适宜，水电工程建设就不能进行 四、水文地质条件 水文地质条件一般包括以下内容： 1. 地下水类型 2. 含水层与隔水层的组合关系、空间分布规律及特征 3. 岩(土)层的水理性质(容水性、给水性、透水性) 4. 地下水的运动特征(流向、流速、流量等) 5. 地下水动态特征(水位、水温、水质的变化规律) 6. 地下水的水质(水的物理、化学性质、水质标准等) 三、地层岩性 　　两大类坝基，即： 　　岩基(硬基) 土基(软基) 六、天然建筑材科 水工建筑天然建材的用量巨大，需要研究以下几方面的内容： 1. 产地距离; 2. 开采条件; 3. 质量; 4. 数量. 五、自然(物理)地质现象 风化 滑坡　 崩塌 泥石流 岩溶 等 渗漏：水体通过渗透通道流失的现象。 根据渗漏部位不同可分为: 　坝基渗漏 　绕坝渗漏 　坝体渗漏 根据渗漏形式又可分为: 　 均匀渗漏　 集中渗漏 第二节 坝基渗漏问题 一、概念与类型 在定性分析了坝基（肩）渗漏的地质条件以后，需对其渗漏量进行定量计算，借以确定防渗措施。 （一）坝基渗漏量的计算 1. 单层透水坝基：卡明斯基（Kamehck.H）公式： q——单宽坝基的渗漏量，m3/（d.m）； K——土层的渗透系数；H——坝上下游水位差，m； b——坝底宽度之半，m；T——透水层厚度，m。 二、坝基（肩）渗漏量的计算 坝基渗漏总量 单层透水坝基坝基渗漏量计算图 2. 双层透水坝基： 卡明斯基公式计算单宽双层坝基的渗漏量q ： 双层透水坝基坝基渗漏量计算图 1—不透水岩层； 2—透水岩层； 3—弱透水岩层 这里K2＞K1！ 当坝基为多层结构，且各层渗透系数不一时，需先计算出渗透系数的加权平均值，再视情况分别按单层和双层情况计算； 　　 若上下层的渗透系数K值相差在10倍以内，按单层情况计算渗漏量； 若上下层渗透系数K值相差在10倍以上，则先将地层分为两组，分别计算渗透系数的加权平均值，再按双层计算式计算渗漏量。 3. 多层透水坝基： 总渗漏量计算 按下式计算每一条渗流带的渗漏量ΔQ； （二）绕坝渗漏量的计算 K　——岩土的渗透系数，m/d； Δb　——某一渗流带的宽度，m； L　——某一渗流带的宽度，m； H1——水库正常高水位至隔水层顶板的高差，m； H2——水库下游水位至隔水层顶板的高差，m； H——水库上下游水位差，m。 总的绕坝渗漏量Q： 坝基渗透变形： 上游通过坝下地层渗流向坝下游的水流具有较大的动力压力，带动土层中的细颗粒，使之发生移动或颗粒成分发生改变的现象。 第三节 坝基渗透变形分析 一、坝基渗透变形的形式 管涌（或潜蚀）----级配不良 流土-----级配良好 坝基渗流示意图 1—坝基上游渗流方向向下；2—坝基渗流方向水平；3——坝基下游渗流方向向上 L—渗流距离；ΔH—水位差（ΔH=H1－H2） 二、坝基渗透变形的原因分析 （一）岩（土）体结构因素分析 岩（土）体的结构，特别是颗粒组成的不均匀性，是形成管涌或流土的主要原因。 其中影响因素如下。 1. 土中占多数的粗、细颗粒的平均直径： 时，才能产生管涌。 2. 土颗粒级配的不均匀性的影响： 不均匀性小时，土易产生以流土为主要形式的渗透变形；不均匀性大的土易产生以管涌为主要形式的渗透变形； 10＜Cu＜20的土，可能产生流土，也可能产生管涌。 3.