土石坝坝体的分类
2023年07月06日 16:53
土石坝,是以土、石等材料为主要坝体材料修建的一种建筑物。在自然界中,土和石料都是广泛存在的,而土石坝所采用的是经过人工加工的土和石料,土石坝体是由土、石料、沙砾和土工合成材料按一定比例配合而成。在填筑土石坝体时,通常需采用机械或人工挖填土料,使其具有一定的强度和变形模量。同时还需对土、石进行填筑压实。为充分利用天然土石资源,减少筑坝成本,土石坝在国内外均得到了广泛应用。

一、土石坝坝体的分类
土石坝按坝体材料不同,可分为土坝、砂石料堆石坝、混合料堆石坝等。根据土石坝的防渗方式,可分为渗漏型和防渗型。按坝体断面形式的不同,可分为均质坝和非均质坝两种。根据土石坝体材料的物理力学性能和变形特性,又可分为黏土心墙坝、黏土斜墙坝等。
二、土石坝料
土石坝料的质量对土石坝的安全具有重要的影响,因此应选用经过试验证明其物理力学性能指标能满足设计要求的土石材料。从应用角度看,可供选用的土石坝料有天然土(包括风化土、亚砂土、砂砾料等)、人工合成土料(包括碾压黏土、反滤料等)和混合料。
在选择土石坝材料时,应充分考虑地形、地质条件和环境条件等因素。对于天然土石坝料,应根据土源情况、气候条件以及施工运输能力等选择合适的土石比例和合适的开挖方式,在满足设计要求的前提下尽量采用较好的压实标准。对于人工合成土料,应充分考虑其级配曲线及颗粒组成,选择适宜的施工机械和碾压方式。
三、填筑方法
土石坝的填筑方法有两种,一种是不分区、不换填法;另一种是分区、换填法。前者是在坝体上用机械或人工将土、石料等材料分区段、分条带、分坝段地挖出来,然后再按设计要求的层厚将土、石料等材料分层(或分段)均匀地填入坝体,最后压实;后者则是将土料和石料等材料分区,按设计要求的层厚将其填筑。
四、碾压方法
土石坝填筑时,应根据土(石)料性质、压实要求、坝高、坝型和坝体结构等因素,选用适宜的碾压方法和相应的机具。在设计施工时,一般按施工方法、设备能力、施工技术水平等条件,选择填筑参数和压实机具。土石坝的碾压方法可分为:1)普通碾压;2)振动碾压;3)轮胎压路机碾压;4)平地机压实等。
五、坝的稳定与变形
在坝体自重作用下,由于坝体所受的应力为垂直于坝轴线方向上的应力,而这种应力随着坝高和坝轴线走向的不同而有很大差异。
一般情况下,坝越高,坝轴线上所受应力越小;而坝越高,坝轴线上所受应力越大。所以,要保证坝体稳定,首先要使坝轴线方向上的应力小于坝体自重所产生的应力。
对于土石坝来说,由于土石料均为散粒状固体,其弹性模量小且呈线性分布。所以在一定荷载下,其内部孔隙的压缩变形和渗透变形可以相互抵消或降低。这样就可以保证坝体的稳定。当大坝处于正常运行状态时,坝体内部孔隙压缩量和渗透压缩量一般都在允许范围内。
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