水工建筑物第四章2.ppt

水工建筑物水工建筑物 第四章第四章 4.4 4.4 土石坝的渗流分析土石坝的渗流分析 4.4 .1 4.4 .1 4.4 .1 4.4 .1 概述概述概述概述 分析目的：分析目的：分析目的：分析目的： 检验坝的初选形式与尺寸，确定渗流力以检验坝的初选形式与尺寸，确定渗流力以核算坝坡稳定核算坝坡稳定 进行进行防渗布置防渗布置与与土料配置土料配置，根据坝内的渗，根据坝内的渗流参数与逸出坡降，检验土体的渗流稳定，防流参数与逸出坡降，检验土体的渗流稳定，防止发生管涌和流土，确定坝体及坝基中防渗体止发生管涌和流土，确定坝体及坝基中防渗体和排水设施和排水设施 确定通过坝及两岸的确定通过坝及两岸的渗流量渗流量并设计并设计排水排水系系统的容量统的容量一、渗流分析内容：一、渗流分析内容：u确定坝体浸润线及下游出逸点的位置，绘制确定坝体浸润线及下游出逸点的位置，绘制坝体及坝基内的等势线分布图或流网图。

坝体及坝基内的等势线分布图或流网图u确定坝体与坝基的渗流量确定坝体与坝基的渗流量u确定坝体出逸段与下游坝基表面的出逸坡降，确定坝体出逸段与下游坝基表面的出逸坡降，以及不同土层间的渗透比降以及不同土层间的渗透比降u确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置或孔隙压力或孔隙压力u确定坝肩的等势线、渗流量或渗透比降确定坝肩的等势线、渗流量或渗透比降二、渗流分析方法二、渗流分析方法（（1 1）解析法：包括流体力学法和水力学法；）解析法：包括流体力学法和水力学法；（（2 2）手绘流网法：一种图解方法，绘制方便；）手绘流网法：一种图解方法，绘制方便；（（3 3）实验法：采用电模拟实验解决三维问题；）实验法：采用电模拟实验解决三维问题；（（4 4）数值法：采用有限元分析数值法：采用有限元分析三、渗流分析的计算情况三、渗流分析的计算情况三、渗流分析的计算情况三、渗流分析的计算情况上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；上游设计洪水位与下游相应的水位；上游设计洪水位与下游相应的水位；上游校核洪水位与下游相应的水位；上游校核洪水位与下游相应的水位；库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。

库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况4.4 .2 4.4 .2 4.4 .2 4.4 .2 渗流分析的水力学法渗流分析的水力学法渗流分析的水力学法渗流分析的水力学法 一、基本假定：一、基本假定：一、基本假定：一、基本假定：u坝体土是均质的，坝内各点在各个方向的坝体土是均质的，坝内各点在各个方向的渗透系数相同；渗透系数相同；u渗流属稳定流，看作平面问题；渗流属稳定流，看作平面问题；u渗流是层流，符合达西定律：渗流是层流，符合达西定律：v=KJv=KJu渗流是渐变流，过水断面上各点的坡降和渗流是渐变流，过水断面上各点的坡降和流速是相等的流速是相等的二、渗流基本公式二、渗流基本公式 假定：任一铅直假定：任一铅直过水断面内各点的渗过水断面内各点的渗透坡降相等透坡降相等 平均平均 流速：流速： 单宽单宽 流量：流量：自上游向下游积分：自上游向下游积分：自上游向区域中自上游向区域中某点积分：某点积分：vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv 三、不透水地基上的渗流计算三、不透水地基上的渗流计算 1 1、均质坝的渗流计算、均质坝的渗流计算 20 20世纪世纪2020年代前苏联学者提出，以浸润线两端年代前苏联学者提出，以浸润线两端为分界线，将均质土坝分为为分界线，将均质土坝分为3 3段：上游楔形体、中段：上游楔形体、中间段和下游楔形体，分别列出计算公式，再根据水间段和下游楔形体，分别列出计算公式，再根据水流连续原理求解，称为流连续原理求解，称为““三段法三段法””。

 (1)下游无排水下游无排水 用一个等效矩形体代替上游楔形体，把此矩形体与原三用一个等效矩形体代替上游楔形体，把此矩形体与原三段法的中间段和而为一，成为第一段，下游楔形体为第二段段法的中间段和而为一，成为第一段，下游楔形体为第二段虚拟上游面为铅直的，距原坝坡与设计水位交点虚拟上游面为铅直的，距原坝坡与设计水位交点A A的水平距的水平距离为离为ΔL:ΔL: 上式根据流体力学和电拟试验得到，式中上式根据流体力学和电拟试验得到，式中m m1 1为上游坝坡为上游坝坡坡度；坡度；H H1 1为上游水深为上游水深1)1)上游坝段计算上游坝段计算通过上游段的渗流量通过上游段的渗流量: :2)2)下游坝段计算下游坝段计算下游水位以上单宽渗流量下游水位以上单宽渗流量: :下游水位以下单宽渗流量下游水位以下单宽渗流量: : 通过下游坝体通过下游坝体 总单宽流量总单宽流量: : 根据水流连续条件根据水流连续条件: q: q＝＝q q1 1＝＝q q2 2 联立以上两式，可求得联立以上两式，可求得a a0 0和和q q浸润线方程可以用浸润线方程可以用式式(4—8））求得，求出后还应求得，求出后还应对浸润线进口进行修正：自对浸润线进口进行修正：自A A点引与坝坡点引与坝坡AMAM正交正交的平滑曲线，曲线下端与计算所得的浸润线相切的平滑曲线，曲线下端与计算所得的浸润线相切于于A‘A‘。

当下游无水时，各式中的当下游无水时，各式中的H H2 2=0=0 坝体为贴坡排水对坝身浸润线位置没有影响，坝体为贴坡排水对坝身浸润线位置没有影响，计算方法与下游无排水相同计算方法与下游无排水相同 (2)下游有褥垫排水下游有褥垫排水 根据流体力学计算表面，浸润线可由一通过根据流体力学计算表面，浸润线可由一通过E点并以排水起点为焦点的抛物线来表示可得点并以排水起点为焦点的抛物线来表示可得抛物线的公式为：抛物线的公式为： (3)下游棱体排水下游棱体排水 当下游无水时和褥垫当下游无水时和褥垫式相同，下游有水时，可式相同，下游有水时，可将下游水面以上部分按照将下游水面以上部分按照无水情况处理即无水情况处理即: : 2.2.心墙坝的渗流计算心墙坝的渗流计算 心墙土料的渗透系数很小，比坝壳小心墙土料的渗透系数很小，比坝壳小10E410E4倍以上，倍以上，可不考虑上游楔形体降落水头的作用下游坝壳的浸润可不考虑上游楔形体降落水头的作用下游坝壳的浸润线也较平缓，水头损失主要在心墙部位下游有排水时，线也较平缓，水头损失主要在心墙部位。

下游有排水时，可假定浸润线的出逸点为下游水位与堆石内坡的交点可假定浸润线的出逸点为下游水位与堆石内坡的交点A A 将心墙简化为等厚将心墙简化为等厚δδ的矩形的矩形. .联立求解联立求解h h、、q q 3.3.斜墙坝的渗流计算斜墙坝的渗流计算 将斜墙简化为等厚的矩形，则可求通过斜墙将斜墙简化为等厚的矩形，则可求通过斜墙的单宽流量的单宽流量q q1 1和斜墙坝壳的单宽流量和斜墙坝壳的单宽流量q q2 2，联立求，联立求得得h h和和q q 四、有限深透水地基上的渗流计算四、有限深透水地基上的渗流计算 1 1、均质坝、均质坝 均质坝透水地基深度为均质坝透水地基深度为T T，渗透系数为，渗透系数为K KT T，坝体，坝体渗透系数为渗透系数为k k，可将坝体和坝基分开计算坝体部分，可将坝体和坝基分开计算坝体部分按不透水地基计算；再假定坝体不透水，计算坝基按不透水地基计算；再假定坝体不透水，计算坝基的渗流量；两者相加的渗流量；两者相加下游无水时，通过坝体和坝基的单宽流量：下游无水时，通过坝体和坝基的单宽流量：下游有水时，通过坝体和坝基的单宽流量：下游有水时，通过坝体和坝基的单宽流量：2 2、心墙坝、心墙坝 联立求得联立求得q q和和h h。

浸润线方程：浸润线方程： 近似认为上游坝壳中无水头损失，渗流近似认为上游坝壳中无水头损失，渗流计算分防渗体段和墙后段两部分计算分防渗体段和墙后段两部分（（1 1）有截水墙的情况）有截水墙的情况计算方法与计算方法与心墙坝类似：心墙坝类似： （（2 2）有铺盖情况）有铺盖情况 近似认为近似认为铺盖与斜墙铺盖与斜墙是不透水的是不透水的 五、总渗流量计算五、总渗流量计算 将土石坝沿将土石坝沿坝轴线分为若干段，坝轴线分为若干段，然后分别计算选取然后分别计算选取断面的单宽渗流量，断面的单宽渗流量，再计算总渗流量再计算总渗流量4.4.3 4.4.3 渗透变形及防止措施渗透变形及防止措施渗透变形及防止措施渗透变形及防止措施 一、渗透变形分类与特点一、渗透变形分类与特点 定义：定义：土石坝及地基中的渗流，由于物理和土石坝及地基中的渗流，由于物理和化学作用，土体颗粒流失，导致土壤发生局部破化学作用，土体颗粒流失，导致土壤发生局部破坏，称为渗透变形坏，称为渗透变形 渗透变形及其发展过程与土料性质、颗粒级渗透变形及其发展过程与土料性质、颗粒级配及水流条件、防渗、排水措施等因素有关。

配及水流条件、防渗、排水措施等因素有关 常见渗透变形的型式：常见渗透变形的型式： 管涌、流土、接触冲刷、剥离、化学管涌等管涌、流土、接触冲刷、剥离、化学管涌等  (1)(1)管涌：管涌：在一定渗流作用下，土体中的细在一定渗流作用下，土体中的细颗粒沿骨架颗粒所形成的孔隙管道移动或被渗流颗粒沿骨架颗粒所形成的孔隙管道移动或被渗流带走，发生于无粘性土中（沙砾料）带走，发生于无粘性土中（沙砾料） (2)(2)流土：流土：指在渗流作用下，粘性土及均匀指在渗流作用下，粘性土及均匀无粘性土体被浮动的现象流土常见于下游逸出无粘性土体被浮动的现象流土常见于下游逸出处 (3)(3)接触冲刷：接触冲刷：渗流沿着两种不同介质的接渗流沿着两种不同介质的接触面流动时，把其中颗粒层的细粒带走触面流动时，把其中颗粒层的细粒带走 (4)(4)接触流土：接触流土：渗流垂直于两种不同介质的渗流垂直于两种不同介质的接触面流动时，把其中一层的细粒，移入到另一接触面流动时，把其中一层的细粒，移入到另一层中去例如反滤层的淤塞例如反滤层的淤塞。

(5)(5)化学管涌：化学管涌：指土体中的盐类被渗流水溶指土体中的盐类被渗流水溶解带走的现象解带走的现象 二、非粘性土管涌与流土判别二、非粘性土管涌与流土判别 产生管涌或流土的细颗粒临界含量与孔隙产生管涌或流土的细颗粒临界含量与孔隙关系：关系： （（1 1）当土体细颗粒含量大于）当土体细颗粒含量大于P Pg g时，可能产时，可能产生流土 （（2 2）当土体细颗粒含量小于或等于）当土体细颗粒含量小于或等于P Pg g时，时，可能产生管涌可能产生管涌三、滲透变形的临界坡降与允许坡降三、滲透变形的临界坡降与允许坡降1.1.产生管涌的临界坡降产生管涌的临界坡降J Jc c与允许坡降与允许坡降 临界坡降计算公式：临界坡降计算公式： 允许渗透坡降允许渗透坡降 计算公式：计算公式： 2. 2.产生流土的临界坡降产生流土的临界坡降JBJB和允许坡降和允许坡降太沙基公式太沙基公式: : 四、防止渗透变形的工程措施措施四、防止渗透变形的工程措施措施 常用的工程措施常用的工程措施: :全面截阻渗流，延长渗径；全面截阻渗流，延长渗径；设置排水设施；设置反滤层；设排渗减压井。

设置排水设施；设置反滤层；设排渗减压井 砂石反滤层的结构、设计原则、材料砂石反滤层的结构、设计原则、材料  土石坝在土石坝在自重、水荷载、渗透压力和地震荷载自重、水荷载、渗透压力和地震荷载作用下，作用下，若剖面尺寸不当或坝体、坝基土料的抗剪强度不足，坝体或若剖面尺寸不当或坝体、坝基土料的抗剪强度不足，坝体或坝体连同部分地基发生坝体连同部分地基发生滑动滑动，造成失稳坝基内有软弱夹层，造成失稳坝基内有软弱夹层时，也可能发生时，也可能发生塑性流动塑性流动饱和细沙受地震作用还可能发生饱和细沙受地震作用还可能发生液化液化失稳 分析目的：分析目的： 分析坝体及坝基在各种不同条件下可能产生的失稳形式，分析坝体及坝基在各种不同条件下可能产生的失稳形式，校验其稳定性，确定坝体经济剖面校验其稳定性，确定坝体经济剖面 失稳特点：失稳特点： 坝体由散粒材料组成，不会出现整体滑动或倾覆失稳，坝体由散粒材料组成，不会出现整体滑动或倾覆失稳，只可能发生局部失稳破坏只可能发生局部失稳破坏 4.5 4.5 土石坝的稳定分析土石坝的稳定分析 4.5 .1 4.5 .1 4.5 .1 4.5 .1 概述概述稳定破坏形式稳定破坏形式Ø滑动：滑动： 坝或坝基材料的抗剪强度不够，沿某一滑动面向下坍滑。

坝或坝基材料的抗剪强度不够，沿某一滑动面向下坍滑Ø液化：液化： 饱和的松砂受振动或剪切而发生体积收缩，孔隙水不能立饱和的松砂受振动或剪切而发生体积收缩，孔隙水不能立即排出，有效应力转化为孔隙应力，砂土抗剪强度降低，砂料即排出，有效应力转化为孔隙应力，砂土抗剪强度降低，砂料随水的流动而流散随水的流动而流散 影响因素：有效粒径小，孔隙比大，砂料均匀，受力体大，影响因素：有效粒径小，孔隙比大，砂料均匀，受力体大，受力猛，透水性小，易液化美国福特派克坝受力猛，透水性小，易液化美国福特派克坝380380万立方米的万立方米的砂体在砂体在1010分钟内流失；铁路桥因火车振动而液化分钟内流失；铁路桥因火车振动而液化Ø塑性流动：塑性流动： 坝体或坝基剪应力超过了土料抗剪强度，变形超过弹性极坝体或坝基剪应力超过了土料抗剪强度，变形超过弹性极限值，坝坡或坝脚地基土被压出或隆起，坝体产生裂缝或沉陷限值，坝坡或坝脚地基土被压出或隆起，坝体产生裂缝或沉陷软粘土坝体容易发生软粘土坝体容易发生 1 1、曲面滑动面、曲面滑动面——滑动面顶部陡而底部渐缓，曲面近似圆滑动面顶部陡而底部渐缓，曲面近似圆弧，多发生于粘性土中。

弧，多发生于粘性土中 2 2、折线滑动面、折线滑动面——多发生于非粘性土坡，如薄心墙坝、斜多发生于非粘性土坡，如薄心墙坝、斜墙坝；折点一般在水面附近墙坝；折点一般在水面附近 3 3、复式滑动面、复式滑动面——厚心墙或粘土及非粘土构成的多种土质厚心墙或粘土及非粘土构成的多种土质坝形成复式滑动面当坝基内有软弱夹层时，滑动面不再向下坝形成复式滑动面当坝基内有软弱夹层时，滑动面不再向下深切，而沿夹层形成曲、直组合的复式滑动深切，而沿夹层形成曲、直组合的复式滑动4.5.2 4.5.2 4.5.2 4.5.2 土土 壤壤 抗抗 剪剪 强强 度度 指指 标标 的的 选选 取取4.5.3 4.5.3 4.5.3 4.5.3 稳定计算情况和安全系数的采用稳定计算情况和安全系数的采用稳定计算情况和安全系数的采用稳定计算情况和安全系数的采用 一、稳定计算情况一、稳定计算情况 1. 1.正常运用情况正常运用情况: : 分三种工况；分三种工况； 2. 2.非常运用情况非常运用情况ⅠⅠ：分三种工况；：分三种工况； 3. 3.非常运用情况非常运用情况ⅡⅡ：正常情况遇到地震。

正常情况遇到地震 二、安全系数的采用二、安全系数的采用 计入条块间作用力计入条块间作用力时，不小于表时，不小于表4—94—9规定；规定； 不计入条块作用力不计入条块作用力时，另考虑时，另考虑 4.5.4 4.5.4 4.5.4 4.5.4 坝坡稳定分析方法坝坡稳定分析方法坝坡稳定分析方法坝坡稳定分析方法 一、圆弧滑动面稳定计算一、圆弧滑动面稳定计算 1. 1.瑞典圆弧法瑞典圆弧法 基本原理基本原理: :将滑动土体分为若干铅直土条将滑动土体分为若干铅直土条, ,不考虑条块间的作用力不考虑条块间的作用力, ,求得各土条对滑动圆求得各土条对滑动圆心的抗滑力矩和滑动力矩心的抗滑力矩和滑动力矩, ,并求其总和并求其总和 可根据下式可根据下式求稳定安全求稳定安全系数：系数：计算步骤：计算步骤：（（1 1）确定圆心、半径，绘制圆弧确定圆心、半径，绘制圆弧2 2）将土体编号）将土体编号 （（3 3）计算土条重量）计算土条重量（（4 4）计算安全系数：）计算安全系数：2.2.简化的毕肖普法简化的毕肖普法该法计及条块间作用力，故计算较为复杂。

该法计及条块间作用力，故计算较为复杂 二、非圆弧滑动稳定计算二、非圆弧滑动稳定计算 1. 1.非粘性土坝坡部分浸水的稳定计算非粘性土坝坡部分浸水的稳定计算 用铅直线用铅直线DEDE将滑将滑动土体分为两块动土体分为两块, ,则则土块土块BCDEBCDE沿沿CDCD滑动面滑动面的力平衡式为的力平衡式为: :土块土块ADEADE沿沿ADAD滑动面的力平衡式为滑动面的力平衡式为: :=0=0 2. 2.斜墙坝坝坡的稳定计算斜墙坝坝坡的稳定计算计算滑动面计算滑动面abcd,abcd,将土体分成三块将土体分成三块三、复合滑动面三、复合滑动面 厚心墙滑动面，厚心墙滑动面，通过砂性土部分为通过砂性土部分为直线，通过粘性土直线，通过粘性土部分为圆弧部分为圆弧 可将滑动土体分为可将滑动土体分为3 3个区，个区，BCBC 面上的抗滑力面上的抗滑力 S=Gtan S=Gtanφ+CL 四、最危险滑裂面确定四、最危险滑裂面确定 4.6 4.6 土料选择与填土标准确定土料选择与填土标准确定 筑坝材料选择应遵循的原则：筑坝材料选择应遵循的原则： （（1 1）具有或经加工后具有与使用目的相适应）具有或经加工后具有与使用目的相适应的工程性质，并具有长期稳定性；的工程性质，并具有长期稳定性； （（2 2）就地、就近取材，减少弃料（环境污染））就地、就近取材，减少弃料（环境污染），少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖，少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖料的利用；料的利用； （（3 3）便于开采、运输和压实）便于开采、运输和压实 近近2020年来土石坝建设的突出进步之一就是筑年来土石坝建设的突出进步之一就是筑坝材料应用范围越来越广。

风化料、软岩、砾石坝材料应用范围越来越广风化料、软岩、砾石土等也可用于筑坝对不符合要求的材料进行处土等也可用于筑坝对不符合要求的材料进行处理后也可采用理后也可采用4.6.1 4.6.1 4.6.1 4.6.1 坝体不同部位对土石料的要求坝体不同部位对土石料的要求坝体不同部位对土石料的要求坝体不同部位对土石料的要求 1 1、防渗土料、防渗土料 渗透系数：渗透系数：均质坝均质坝≤1e-4cm/s≤1e-4cm/s，心墙和斜墙，心墙和斜墙≤ 1e-≤ 1e-5cm/s5cm/s 水溶盐含量水溶盐含量（指易溶盐和中溶盐，按质量计）（指易溶盐和中溶盐，按质量计）≤3%≤3% 有机质含量：有机质含量：均质坝均质坝≤5%≤5%，心墙和斜墙，心墙和斜墙≤2%≤2%，超出，超出需论证；需论证； 有较好的塑性和渗透稳定性；有较好的塑性和渗透稳定性； 浸水与失水时体积变化小浸水与失水时体积变化小 我国主要采用粘土、壤土等细粒土缺点：天然含我国主要采用粘土、壤土等细粒土缺点：天然含水量高，雨天难施工，造价高，压缩性大，降低心墙抗水量高，雨天难施工，造价高，压缩性大，降低心墙抗水力劈裂能力。

水力劈裂能力 以下粘土不宜作为防渗体填筑料，必须采以下粘土不宜作为防渗体填筑料，必须采用时应采取适当措施：用时应采取适当措施： 塑性指数＞塑性指数＞2020和液限＞和液限＞40%40%的的冲积粘土冲积粘土；； 膨胀土膨胀土; ;吸水膨胀，失水收缩吸水膨胀，失水收缩 开挖、压实困难的开挖、压实困难的干硬粘土干硬粘土；； 冻土冻土；； 分散性粘土分散性粘土土粒间斥力大于引力，遇低土粒间斥力大于引力，遇低盐水会脱落随渗水流走经处理后开用于填筑盐水会脱落随渗水流走经处理后开用于填筑3 3级低坝 2 2、坝壳土石料、坝壳土石料 要求：具有比较高的强度水下部分要求要求：具有比较高的强度水下部分要求具有良好的排水能力一般可根据材料性质用具有良好的排水能力一般可根据材料性质用于坝壳的不同部位于坝壳的不同部位. . 3 3、反滤料、过渡料、排水料、反滤料、过渡料、排水料 要求：要求： 质地致密，抗水性和抗风化性能满足工程质地致密，抗水性和抗风化性能满足工程运用条件；运用条件； 具有要求的级配；具有要求的级配； 具有要求的透水性；具有要求的透水性； 反滤料和排水体料中粒径＜反滤料和排水体料中粒径＜0.075mm0.075mm的颗粒的颗粒含量含量≤5%≤5%。

4.6.2 4.6.2 4.6.2 4.6.2 土料土料土料土料填筑标准的确定填筑标准的确定 填筑标准是指土料的压实程度根据施工条件、材料填筑标准是指土料的压实程度根据施工条件、材料情况，通过试验，合理确定填筑标准，达到安全经济目的情况，通过试验，合理确定填筑标准，达到安全经济目的综合考虑以下因素：综合考虑以下因素： 坝的级别、高度、坝型和坝的不同部位；坝的级别、高度、坝型和坝的不同部位； 土石料的压实特性和采用的压实机具；土石料的压实特性和采用的压实机具； 坝料的填筑干密度和含水率与力学性质的关系，以及坝料的填筑干密度和含水率与力学性质的关系，以及设计对土石料力学性质的要求；设计对土石料力学性质的要求； 土料的天然干密度、天然含水率，以及土料进行干燥土料的天然干密度、天然含水率，以及土料进行干燥或湿润处理的程度；或湿润处理的程度； 当地气候条件对施工的影响；当地气候条件对施工的影响； 设计地震烈度及其它动荷载作用；设计地震烈度及其它动荷载作用； 坝基土的强度和压缩性；坝基土的强度和压缩性； 不同填筑标准对造价和施工难易度的影响。

不同填筑标准对造价和施工难易度的影响 1. 1.粘性土的压实标准粘性土的压实标准 粘性土的填筑标准应以压实度和最优含水粘性土的填筑标准应以压实度和最优含水率作为设计控制指标率作为设计控制指标 压实度＝设计干重度压实度＝设计干重度/ /最大干重度最大干重度或：或： 最优含水量：最优含水量：在一定压实功能下达到最佳在一定压实功能下达到最佳压实效果的含水量压实效果的含水量 2. 2.非粘性土料的压实标准非粘性土料的压实标准 非粘性土与压实程度与含水量关系不大，主要非粘性土与压实程度与含水量关系不大，主要与粒径级配和压实作用力性质与压实功能有关与粒径级配和压实作用力性质与压实功能有关 砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计控制指标制指标: :式中式中 Dr Dr－相对紧密度－相对紧密度 e e－设计孔隙比－设计孔隙比 e emaxmax－最大孔隙比－最大孔隙比 e eminmin－最小孔隙比。

－最小孔隙比 堆石的填筑标准宜用孔隙率为设计控制指标堆石的填筑标准宜用孔隙率为设计控制指标 土石坝底面积大，坝基应力较小，坝身具土石坝底面积大，坝基应力较小，坝身具有一定适应变形的能力，坝身断面分区和材料有一定适应变形的能力，坝身断面分区和材料的选择也具有灵活性，所以，对天然坝基的要的选择也具有灵活性，所以，对天然坝基的要求低于混凝土坝求低于混凝土坝 对坝基处理的要求也不能放松据统计，对坝基处理的要求也不能放松据统计，土石坝失事约有土石坝失事约有40%40%是由于坝基问题引起的是由于坝基问题引起的 坝基处理的范围包括河床和两岸岸坡坝基处理的范围包括河床和两岸岸坡 4.7 4.7 土坝的地基处理土坝的地基处理 土石坝地基处理的任务是：土石坝地基处理的任务是： 1. 1.控制渗流，减少渗流坡降，避免管涌等控制渗流，减少渗流坡降，避免管涌等有害的渗流变形，控制渗流量；有害的渗流变形，控制渗流量； 2. 2.保持坝体和坝基的静力和动力稳定，不保持坝体和坝基的静力和动力稳定，不产生过大的有害变形，不发生明显的均匀沉降，产生过大的有害变形，不发生明显的均匀沉降，竣工后，坝基和坝体的总沉降量一般不宜大于竣工后，坝基和坝体的总沉降量一般不宜大于坝高的坝高的1%1%；； 3. 3.在保证坝安全运行的条件下节省投资。

在保证坝安全运行的条件下节省投资 4.7.1 4.7.1 4.7.1 4.7.1 砂卵石地基处理砂卵石地基处理砂卵石地基处理砂卵石地基处理1.1.垂直防渗设施垂直防渗设施（（1 1）粘土截水墙）粘土截水墙适用于透水层深度较小的情况适用于透水层深度较小的情况(2)(2)混凝土防渗墙混凝土防渗墙适用于透水层深度大于适用于透水层深度大于50m50m的地基 （（3 3）帷幕灌浆）帷幕灌浆 采用高压定向喷射灌浆技术，通过喷嘴的采用高压定向喷射灌浆技术，通过喷嘴的高压气流切割地层成缝槽，在缝槽中灌压水泥高压气流切割地层成缝槽，在缝槽中灌压水泥砂浆，凝结后形成防渗板墙砂浆，凝结后形成防渗板墙 可处理较深的砂砾石地基，但对地层的可可处理较深的砂砾石地基，但对地层的可灌性要求高灌性要求高 可灌性：可灌性： M=D M=D1515/d/d8585 M M大时，可灌性好大时，可灌性好 帷幕厚度：帷幕厚度： T=H/J T=H/J 2. 2.上游水平防渗铺盖上游水平防渗铺盖 由粘土做成，不能阻截渗流，能延长渗径。

由粘土做成，不能阻截渗流，能延长渗径 3. 3.下游排水措施下游排水措施 常用的减压排水措施有常用的减压排水措施有: :排水沟、减压井、排水沟、减压井、透水盖重等透水盖重等 4.7.2 4.7.2 4.7.2 4.7.2 细砂与淤泥地基处理细砂与淤泥地基处理细砂与淤泥地基处理细砂与淤泥地基处理 1. 1.细砂地基细砂地基 常用的处理措施常用的处理措施: :打板桩封闭、表面振动加密、打板桩封闭、表面振动加密、震冲、强夯等震冲、强夯等 2. 2.淤泥地基淤泥地基 处理措施处理措施: :挖除、设置砂井加速排水、坝脚压挖除、设置砂井加速排水、坝脚压重 4.7.3 4.7.3 4.7.3 4.7.3 软粘土和黄土地基处理软粘土和黄土地基处理软粘土和黄土地基处理软粘土和黄土地基处理 一般尽可能将其挖除一般尽可能将其挖除 4.7.4 4.7.4 4.7.4 4.7.4 岩石地基的防渗处理岩石地基的防渗处理岩石地基的防渗处理岩石地基的防渗处理 方法同重力坝地基处理。

方法同重力坝地基处理4.74.7土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接土石坝与坝基、岸坡及其它建筑物的连接 应重视防渗体与坝基、岸坡等相接触的结合应重视防渗体与坝基、岸坡等相接触的结合面的妥善处理，使其结合紧密，避免产生集中渗面的妥善处理，使其结合紧密，避免产生集中渗流；保证坝体与河床及岸坡结合面的质量，不使流；保证坝体与河床及岸坡结合面的质量，不使其形成影响坝体稳定的软弱夹层，不引起裂缝其形成影响坝体稳定的软弱夹层，不引起裂缝 4.8.1 4.8.1 4.8.1 4.8.1 坝体与土质地基及岸坡的连接坝体与土质地基及岸坡的连接坝体与土质地基及岸坡的连接坝体与土质地基及岸坡的连接 必须遵守的规定（必须遵守的规定（4 4条）条）4.8.2 4.8.2 4.8.2 4.8.2 坝体与岩石地基及岸坡的连接坝体与岩石地基及岸坡的连接坝体与岩石地基及岸坡的连接坝体与岩石地基及岸坡的连接 必须遵守的原则（必须遵守的原则（4 4条）条） 必须防止接触面的集中渗流，因不均匀沉降而必须防止接触面的集中渗流，因不均匀沉降而产生裂缝，以及水流对上、下游坝坡和坡脚的冲刷产生裂缝，以及水流对上、下游坝坡和坡脚的冲刷等因素的有害影响。

等因素的有害影响4.8.2 4.8.2 4.8.2 4.8.2 坝体与岩石地基及岸坡的连接坝体与岩石地基及岸坡的连接坝体与岩石地基及岸坡的连接坝体与岩石地基及岸坡的连接 土坝体土坝体与混凝土坝与混凝土坝的连接，可的连接，可采用侧墙式、采用侧墙式、插入式或经插入式或经过论证的其过论证的其他形式。