中小型土石坝渗流破坏加固研究-综合辅导-百分百考试网

      1 前言
土石坝是最普遍采用的一种坝型。不论是在全世界，还是在中国，与其他坝型相比较，土石坝都占绝对的优势，与世界土石坝占大坝总数的82.9%，在中国土石坝数量占到大坝总数的93%，且大多是在建国后的第一个五年计划(1953～1957年)和第二个五年计划〔1958～1962年〕大跃进时期以及十年“文革”期间修建，这些工程都是在“三边”(边勘测、边设计、边施工)工作方式下进行并完成的。特别是小型水库更是存在“四不清”(来水域、流域面积、库容、基础的地质情况均未调查清楚)就动工修建。不少的工程虽然完成，但工程质量很差，“后遗症”很多，留下了隐患，经过了近40年的运行，造成了大批的病险水库。
根据1981年的统计资料，我国由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%。至1981年全国有2391座水库失事，其中大型11座，其余为中小型，由于中小型水库缺少水文地质资料，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%，说明由于渗漏而造成的溃坝问题是相当严重的。
      2 渗流理论
水工建筑物的渗流控制主要包括控制理论和控制技术两方面，控制理论是渗流理论在工程实践中的发展和运用，是向实践反馈的结果，渗流理论包括渗流的基本原理、渗流场的分析方法、土体渗透稳定性三大部分，是渗流控制理论的基础。渗流控制技术是渗流基础理论的实施措施，如灌浆技术[1]，反滤坝技术[2]等。土石坝是挡水建筑物，它和渗流并存，从一定的意义来说，土石坝的发展史就是渗流控制理论的发展历史。
1856年，达西( Darcy)解决了土的基本渗透理论，构建了近代土石坝理论的雏形，导致了土石坝设计理论的飞跃，1886年，P.Forchciness发现土中渗流规律符合拉普拉斯方程、达西定律的方程式：
代入不可压缩流体在刚性介质中的连续性方程，且当各向渗透系数取为常数时:
当土体各向同性，即时，则上式变为拉普拉斯方程，就是土体稳定渗流的微分方程式。
1925年，太沙基发现：由于土壤孔隙水的消散引起粘土固结的理论，进一步他又提出了有效应力的概念，成为了土力学理论的奠基石，也是现代土石坝渗流控制理论的核心。
     3 渗流破坏机理
坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施，由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构，颗粒间存在大量的孔隙，都具有一定的透水性。水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。若这种渗流是在设计控制之下，大坝任何部位的土体都不会产生渗透破坏，则为正常渗流，此时渗流量一般较小，水质清澈透明，不含土壤颗粒，对坝体和坝基不致造成渗透破坏；反之对能引起土体渗透破坏，或渗流员过大且集中，水质浑浊，透明度低，使坝体或坝基产生管涌，流土和接触冲刷等渗透破坏，这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。
对于已建坝，如何确定异常渗流极其危害性是一个比较复杂的问题，首先要对坝址的工程水文地质有比较充分的了解，坝的设计及施工完善程度也与渗漏有密切的联系，可是由于地质勘探的有限钻孔只能揭示坝址地层的有限情况，局部的弱点，例如节理、裂隙，溶洞、断层及强透水带的情况往往难以弄清，另外，坝的防渗体和排水设施设计的正确程度，以及施工质量难以达到理想的境界，由于施工而引起的渗流薄弱环节更非人们所能预料，而且，土石坝内防渗体开裂也是经常遇到的问题。
  水库建成蓄水后，大坝及其他建筑物连同山体，构成挡水防渗体系。土石坝的防渗体系发生破坏。产生管涌流土等事故的原因，渗流控制理论分析认为一般有以下几点：
(1) 坝体填土与排水体之间的反滤层设计不正确，层间系数过大，或施工时有错断混层现象，或填土不够密实，过大的渗流使填土向排水体流失，都会造成反滤层破坏失效。许多实例证明，反滤层在整个的防渗体系中是至关重要的一个环节，即使前面的防渗体裂缝或出现渗漏通道，只要反滤层工作正常，排水降压，渗漏破坏就不至于扩大。
(2) 防渗体应该直达基岩或底部连续可靠的粘土层，在开挖截水槽时，不可因施工困难，半途而废，从而留下隐患。
(3) 土石坝两岸岸坡不应成台阶状，应该开抢成较平顺的坡度，为减少开挖可以变坡，但是在上下两坡度转折处，两坡角之差不应大于15~20度，若有平台，则平台处填土高度与平台的两端的填土高度，高差悬殊沉陷量突变，容易产生裂缝，导致渗透破坏。

2008年监理工程师考试辅导	注册环保工程师考试辅导	环境影响评价师考试辅导	2008年一级注册建筑师辅导	2008年二级注册建筑师辅导
2008年一级建造师考试辅导	2008年二级建造师考试辅导	2008年造价工程师考试辅导	2008年投资项目管理师辅导	08年质量资格考试辅导

岩土工程师课程辅导方案	精讲班			报名	答疑
岩土工程师课程辅导方案	主讲	课时	试听	报名	答疑
基础知识（一）	董军兆	64	试听
基础知识（二）	徐光华	64	试听
基础知识（三）	吴新江	48	试听
专业知识（一）	刘泽建	60	试听
专业知识（二）	吴新江	60	试听
专业知识（三）	吴新江	20	试听

中小型土石坝渗流破坏加固研究

岩土工程师考试辅导方案