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水工建筑物 02 教案下载- 课件教案下载授课日期年月日节年月日节授课班级课 题与主要内容 4-1 土石坝---- 概述教 学目的与 要求掌握土石坝的特点、了解土石坝的分类。教 学重、难点土石坝的特点和设计要求。教学内容与步骤时间导论: ?土石坝是指由当地土料、石料或混合料,经过抛填、辗压方法堆筑成的挡水坝。?土坝当坝体材料以土和砂砾为主时,称土坝; ?堆石坝以石渣、卵石、爆破石料为主时,称堆石坝; ?土石混合坝当两类材料均占相当比例时,称土石混合坝。由于筑坝材料主要来自坝区, 因而也称当地材料坝。土石坝得以广泛应用和发展的主要原因是: (1)可以就地取材,节约大量水泥、木材和钢材,几乎任何土石料均可筑坝。(2)能适应各种不同的地形、地质和气候条件。(3)大功率、多功能、高效率施工机械的发展,提高了土石坝的施工质量,加快了进度,降低了造价,促进了高土石坝建设的发展。(4)岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展,提高了大坝分析计算的水平,加快了设计进度,进一步保障了大坝设计的安全可靠性。(5)高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等设计和施工技术的综合发展,对加速土石坝的建设和推广也起了重要的促进作用。一、土石坝的特点和设计要求(1 )稳定方面。土石坝不会产生水平整体滑动。土石坝失稳的形式,主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。(2 )渗流方面。土石坝挡水后,在坝体内形成由上游向下游的渗流。渗流不仅使水库损失水量,还易引起管涌、流土等渗透变形。坝体内渗流的水面线叫做浸润线。浸润线以下的土料承受着渗透动水压力,并使土的内磨擦角和粘结力减小,对坝坡稳定不利。 10 ( 50 ) 15 15 (3 )冲刷方面。土石坝为散粒体结构,抗冲能力很低; ?工程措施: ①在土石坝上下游坝坡设置护坡,坝顶及下游坝面布置排水措施,以免风浪、雨水及气温变化带来有害影响; ②坝顶在最高库水位以上要留一定的超高,以防止洪水漫过坝顶造成事故; ③布置泄水建筑物时,注意进出口离坝坡要有一定距离,以免泄水时对坝坡产生淘刷。(4) 沉陷方面。由于土石料存在较大的孔隙,且易产生相对的移动, 在自重及水压力作用下, 会有较大的沉陷。为防止坝顶低于设计高程和产生裂缝,施工时应严格控制碾压标准并预留沉陷量, 使竣工时坝顶高程高于设计高程。可按坝高的( 1~2)%预留沉陷值。二、土石坝的类型(一)按坝高分类土石坝按坝高可分为: 高度在 30m以下的为低坝, 高度在 30 ~ 70 m之间的为中坝, 高度超过 70 m的为高坝。土石坝的坝高均从清基后的地面算起。(二)按施工方法分类( 1)碾压式土石坝。( 2)水力冲填坝。( 3)水坠坝。(4)水中填土坝或水中倒土坝。( 5)土中灌水坝。( 6)定向爆破堆石坝。(三)按坝体材料的组合和防渗体的相对位置分类 1 .土坝( 1)均质坝: ( 2)粘土心墙坝和粘土斜墙坝: ( 3)人工材料心墙和斜墙坝: ( 4)多种土质坝: 2 .土石混合坝上述多种土质坝中,粗粒土改用砂砾石料筑成的坝,或用土石混合在一起的材料筑成的坝, 称为土石混合坝。 3. 堆石坝除防渗体外,坝体的绝大部分或全部由石料堆筑起来的称为堆石坝。 10 10 40 10 10 20 布置作业教学总结授课日期年月日节年月日节授课班级课 题与主要内容 4-2-1 土石坝的基本剖面教 学目的与 要求坝顶高程的确定,上下游坝坡的确定教学重、难点坝顶高程的计算教学内容与步骤时间复习并导入新课土石坝剖面设计的主要内容是确定坝高和边坡。其基本剖面是梯形。一、坝顶高程?坝顶高程根据正常运用和非常运用的静水位加相应的超高 Y予以确定。 Y????静水顶?计算情况: 1设计洪水位+正常运用情况的坝顶超高; 2校核洪水位+非常运用情况的坝顶超高; 最大值为坝顶高程 3正常高水位+非常运用情况的坝顶超高+地震安全加高坝顶设防浪墙时,超高值 Y是指静水位与墙顶的高差。计算的坝顶高程是指坝体沉降稳定后的数值。 Y按下式计算。 Y= R +e+ A ?波浪爬高:波浪沿建筑物坡面爬升的垂直高度(由风壅水面算起)称为波浪爬高,波浪爬高 R的计算,土石坝设计规范推荐采用蒲田试验站公式,其具体计算方法如下: (1 )计算波浪的平均爬高 mR :当坝坡系数 m = ~ 时,平均爬高 mR 计算公式: ? mR mm wLhm KK 21??式中?K ——斜坡的糙率渗透性系数 wK ——经验系数,由计算风速 v 0 (m/s) 、水域平均水深 mH (m) 和重力加速度 g组 10 30 成的无维量 mgH v 0 ; M——单坡的坡度系数,若单坡坡角为?,则 m=ctg ?; mh 、mL ——平均波高和波长, m; (2) 计算设计爬高值 R:不同累计频