《高等基础工程学》土石坝工程.ppt

基础处理 软土地基 这里的软土是指w天大于wL,孔隙比大于1.0的软粘土。 它的工程问题有：①地基滑动破坏；②较大的沉降或不均沉降，使坝体裂缝； ③固结沉降慢，工后沉降持久；④施工容易扰动，强度降低，坝基剪切破坏。 因此，软基上只能修低坝或堤防。否则，应进行专门处理。 基础处理 软基处理方法 换土 铺排水垫层 设镇压台 打砂井 分级填土，控制加荷速率 铺土工合成材料－－－ 它可以约束土的侧向变形，改善软土浅部的应力分布，提高地基承载力、加强抗滑稳定、并调整不均匀沉降、加速地基的排水固结。若与其他方法联合运用效果更好。 基础处理 软基上土坝实例 杜湖水库 坝高17.5m，多种土质坝，壤土坝体，粘土斜墙，库容2400m3,1969年动工,1972年基本建成。 坝基地质：第一层：淤泥质粘土,16m; 第二层：中粗砂砾石2~5m; 第三层：粘土及重粉质粘土,10m; 第四层：砾石层。 处理方法：砂井预压法－－砂井深12～14m。 上下游镇压层分别为31m和32m，厚5.5m。 效果： 施工中，左坝肩曾发生裂缝，后期测压管出现承压水。 设置了减压井。历时7年沉降2.8m 运用正常。 杜湖水库断面图 基础处理 易液化砂土 导致液化的因素 土的类别：松散的无粘性土或少粘性土（如轻砂壤土）； 地震强度及震级； 土体的起始应力（围压的大小） 土层的排水条件 判别液化的标准： 相对密度－饱和无粘性土的Dr﹤(Dr)cr 可液化 饱和含水量及液性指数－当少粘性土的饱和含水量标贯击数－土的标贯击数N﹤Ncr ,可液化 Ws≧(0.9~1.0)WL 或 液性指数Il≧(0.75~1.0)时，可液化 易液化土粒径范围图（国内13次地震资料统计） 基础处理 处理措施： 表面压密（1.2m左右） 强夯（6～8m粗粒土） 加重或围封（镇压台，上堵下排，防土流失） 爆炸加密（对细纱和少粘性土不适宜） 换砂 砂桩挤密（松砂地基） 振冲加固（砂性土，粘粒﹤10％，如图）－用得较多，如官厅水库等 目录 1。概述 2。坝体结构组成 3。基础处理 4。筑坝材料和土料设计 5。土石坝计算和抗震设计 土石坝计算 土石坝设计的重要问题是：保证坝体能站得住(稳定性)，能有防渗能力，能保证它的完整性，并长久地发挥作用。 设计计算的内容：渗流计算、稳定计算、沉降计算以及应力应变计算。 渗流计算 目的和内容－ 确定合适的坝型、合理的坝体结构和尺寸 及适当的防渗和排水设施 内容： 确定坝体的浸润线、坝体和坝基的等势线 （供稳定计算和选定排水设施）； 确定地基和坝体的渗流量； 确定坝坡和坝基的渗透比降，判定渗透稳 定性。 渗流计算的基本假定和条件 ①假定－ 层流，服从达西定律，v=ki, 土的孔隙尺寸不变，渗流保持连续性， 二元稳定渗流符合拉普拉斯方程。 ②计算条件－ 上游正常高水位，下游最低水位， 上游校核洪水位，及相应下游水位 水位降落后的最不利水位 渗流计算 在下列条件下，计算条件可简化： k值相差3～5倍时，取加权平均； k值相差100倍时，可作为不透水处理； 若透水地基深度大于不透水建筑物底宽1.5 倍，可作无限深； 各向异性土应转为各向同性土绘流网计算。 渗流计算方法 有公式计算，数值计算，绘制流网和模拟试验等 已有二维、三维稳定或不稳定渗流程序，可用于均质、非均质土坝各种边界条件的渗流计算。国内有南科院与黄科院的，氺科院的程序；国外有地下水系统分析软件包GMS, FLFLOW, MLEAM等。 渗流计算 渗流计算 流网的绘制和应用 流网由流线和等势线组成，前者为水质点流动的轨迹线，后者为势能等值线，两者正交。两流线间通过的流量相等；而同一等势线上各点测压管水头相等。 当地层条件不太复杂时， 可用手绘方法绘平面流网。 流网的应用： 计算渗流场内各水力要素，如比降，流速、单宽渗流量 由流网判断渗流稳定情况，密集处，比降大，流速大 对两层土交界处或各向异性土层的流网应作特殊处理。 渗流计算 流网实例 渗透变形计算和判别 目的－判明坝体、坝基及下游渗流出逸段是否存在渗透变形问题，为铺设反濾或加盖重等措施提供依据 类型: 流土；管涌；接触冲刷。 判别 粘性土不会发生管涌 连续级配砂砾料： 当2～5mm以下细料大于35％时，为流土； 当2～5mm以下细料小于35％，且不