土石坝渗流分析方法

① 土石坝的渗流计算

？？是分析渗流稳定呢？还是分析坝体稳定呢。用你的渗流观测资料画出坝体内的浸润线位置，然后再用坝体稳定性计算方法计算坝体稳定性。

② 三种水建筑物的异同

重力坝、土石坝、拱坝之间的区别和地基的
处理
〖摘要〗在水利土木工程中重力坝、拱坝、土石坝是比较常见的水工建筑物，他们之间既有共同点也有不同之处，但是他们的地基的处理非常重要，只有把地基处理好，才能使大坝安全稳定得到保障，因此地基的处理对水工建设起到了决定性作用，是水工建筑中的重中之重！
〖关键词〗重力坝；土石坝；拱坝；地基异同
一、 重力坝、拱坝和土石坝三种地基开挖的相同和不同之处 重力坝、拱坝、土石坝的地基处理侧重点是不同的。 共同点：
防止渗漏，以保证大坝的正常运营。 不同点：
（1）重力坝地基处理主要是为了提高坝的抗滑稳定及降低扬压力。（2）拱坝地基处理主要是为了提高坝肩的稳定性。 （3）土石坝地基处理主要是为了控制坝体渗流、沉降。 二、重力坝、拱坝和土石坝三种坝的地基的处理 第一部分：重力坝地基处理措施
重力坝承受较大的荷载， 对地基要求较高。然而天然地基经受长期地质构造 运动及外界因素的作用，多少存在着风化、节理、裂隙、破碎带等缺陷，在不同 程度上破坏了基岩的整体性，降低了基岩的强度和抗渗能力。因此，必须对地基 进行处理，以满足重力坝
对地基的要求。
第二部分：拱坝地基处理措施
拱坝的地基处理主要是为了加强地基的完整性、抗渗性和耐久性，提高坝基 的强度和刚度，使坝体和地基接触面形状适宜，避免出现不利的应力分布。 一般处理的方法
拱坝的地基一般都会出现岸坡裂隙发育、断层穿过、软弱夹层等不良地基情 况，这些不良地基会对拱坝的稳定、控制变形和防渗等会带来不利影响，需要对 坝基进行合理有效的处理。 1、一般的方法有：
（1）通过拱坝结构或布置的调整，以 避开岸坡软弱带，或减缓软弱程度；
（2）混凝土填塞，在断层、裂隙或软弱夹层的控制性部位，用混凝土填塞是有效的，一般对抗滑、防渗都有利；
（3）锚固，坝头岩性新鲜坚硬而完整性较差时，采用预应力锚固或用型钢进行锚固，效果较好；
（4）固结灌浆和接触灌浆，固结灌浆的范围和孔径主要根据基岩的裂隙情况、 受力情况、坝基和拱座的变形控制、稳定要求加以确定。孔径一般为 5～15m， 孔距一般为 3～6m。为了提高坝基接触面上的抗剪强度和抗压强度，以及减少 延基础接触面渗漏，应对下列部位进行接触灌浆：坡角大于 50°～60°的陡壁面；上游坝基接触面；在基岩中开挖的槽、井、洞等回填混凝土的顶部。
（5）防渗帷 幕，一般布置在压应力区，并尽可能的靠近上游面，帷幕轴线的方向要延伸到岸 坡内一定距离（约为 0.5 倍坝高） ，以减小两岸绕渗引起的渗透压力。（6) 坝基排 水， 在防渗帷幕的下游应设置排水，排水孔与帷幕下游侧的距离应不小于防渗帷 幕孔中心距的 1～2 倍，且不得小于 2～4 倍。
2、关于地基断层或软弱夹层的置换加固处理
修建岩基上的混凝土坝时，对地基中的软弱岩带来说，如果仅分布于地表， 可采用挖除的办法，但对于呈条带状分布，且较深的软弱破碎带获断层而言，则 必须进行局部挖除后再回填混凝土，所置换的混凝土称之为混凝土塞、抗剪洞或 置换洞。 岩体内的断裂面往往就是潜在的滑动面。用混凝土填塞断裂部分就消除 了滑动的可能。在填塞混凝土之前，应将断裂部分的泥质冲洗干净，这样使混凝 土与岩石可以良好地结合。土石坝是由散粒材料填筑而成，对地基变形的适应性比混凝土坝好。合理进行地基处理的主要目的是为了满足渗流控制（包括渗流稳定和控制渗流量）、动静力稳定以及容许沉降量等方面的要求，以保证坝的安全运行。
第三部分：土石坝地基处理措施
土石坝是由散粒材料填筑而成，适应地基变形的能力强。合理进行地基处理的主要目的是为了满足渗流控制（包括渗流稳定和控制渗流量）、动静力稳定及容许沉降量等方面的要求，以保证坝的安全运行。

③ 浅谈土石坝防渗变形的处理措施论文

浅谈土石坝防渗变形的处理措施论文

土石坝在我国水利工程施工中由来已久，它的主要材料是由本地的土料、石材以及土石混合材料构成，经过有序的碾压、回填等方式筑成的挡水大坝。由于使用的材料不同，土石坝可以分为以下几种：石坝、土坝以及土石混合材料铸成的混合型大坝。随着我国经济的发展，水利工程的发展也有了较大的进步，由于受到各方面环境条件的限制，在一些情况下，因为土石坝的渗漏问题，如果不及时处理，有可能会对人们生命财产安全造成严重危害，所以，必须采取有力措施，防止土石坝渗漏。

1土石坝渗透变形的含义及危害

土石坝由于长期在水中受到浸泡和冲刷，周围土体在渗透作用下发生浮动变形，当土体的质量小于浮容重时，土石坝的土石就会逐渐被带走，从而使土石坝发生变形。刚开始的大坝渗透能力不会造成土石流失，但是，如果不及时治理，日积月累，成年累月的冲刷，就会发生较大的土石坝滑坡或重大事故。

要根据土石坝出现渗透变形各个部分的实际情况进行分析，如果大坝下游坝坡的边缘，发生的危害就大，如果在大坝的坝基里面发生涵洞，就会出现建筑物下陷，有时候还会出现塌陷等严重后果。

2土石坝渗透变形的成因

土石坝渗透变形有以下几种形式：泥土受到冲刷后发生流失、管涌以及接触性流土。因为泥土的颗粒的大小不同以及渗透程度的不同使土石坝发生渗流变形，主要是因为：(1)坝基的不透水层没有和土石坝下面的截水槽相连，对于不稳定的地基没有很好的.处理，都会使坝基出现渗流，如果任其发展，就会使坝基变形或出现空洞甚至溃坝。(2)因为选用的土石材料在力学方面没有认真思考，在建成土石坝工程时进行储存水源时，对浸润线的设置不合理，以至于土石坝的渗漏流出的水流从下游的坝坡斜面流出，使下游坝坡极不稳定。(3)在进行输出水的涵洞和施行工程施工中，使用的浆液不均匀、混凝土比例配合没有按照一定的标准，周围的黏土夯实不严密，有时候在回填时不结实，也会使土石坝出现涵洞，从而引起渗透变形发生。(4)土石坝渗流的出现一般在大坝的坝心墙和斜面墙等处非常容易出现裂缝或者发生管涌，以至于引发坝体渗漏变形，破坏非常严重的有可能会出现坝体坍塌或者崩坝。(5)对水文地质条件和工程及其基础防渗处理不重视，误以为土石坝不需要高标准的基础，造成基础漏水，导致土石坝变形。

3土石坝渗透变形的形式

我国的许多地区，特别是南方，使土石坝渗漏并发生变形的原因主要有机械作用及化学作用，由于土石的这些作用，使坝体的某些部分发生破坏。依据土石坝的土质的不同以及涂料的质量的差别、防止渗漏和排除渗流的方法不同、水流的基本条件的不同，土石坝渗流存在以下四种情况：

3.1流土

由于土石坝渗流时泥土颗粒因为渗流逐渐加大，出现被带走，并且坝体表层出现隆起或者冲出现象，这种渗流经常在土粒粗细比较均匀的黏性土壤和黏性不大的土体中出现。因渗流而发生土体断裂、凸起和掉落。

3.2管涌

管涌经常出现在土石坝下方的地基和下游坝坡表层出现渗流的流出的地方。非黏性土壤的微小土粒在泥土小石块的渗透影响下，持续的从孔洞中被冲出，当土壤中的微小颗粒到了某一速度时，泥土颗粒就被冲刷走，如果时间过长，坝体中的土壤颗粒被冲走的越来越多，空洞就会越来越大，这样，土石坝的内部结构就会发生很大的改变，土石坝由于渗透发生变形。

3.3接触流土

由于土石坝在相互相邻的土层中的接触面，会发生渗透系数较小的土层向较大的土层渗入，这种接触性流动的土壤，对土石坝危害极大。

3.4接触冲刷

接触冲刷对土石坝的损坏程度，直接影响着土石坝经久耐用的年限。在坝体渗流经过地基相接触的地方，以及和建筑物等接触系数有很大差别的土层相接触的时候，小的土石颗粒就会被冲刷流走。

土石坝渗透变形的形式在接触冲刷中会较为单纯，在一些特殊情况下，有可能出现两种或两种以上的情况，依据各不相同的渗透坡降情况、位置的差别、该地方的土料状况等进行具体情况进行具体分析，进而制定出有效的保护措施。

4治理土石坝防渗变形的措施

4.1水平防渗

水平防渗的方法非常简便易行，一般采取人力把黏土进行填埋或者使用自然的黏土进行填筑，这种方法非常简便，也能够因地制宜，花费时间短，施工作业面很大、造价低廉，不需要任何的设备和器材。但是在施工过程中要认真依照设计图纸和有关要求，使土石坝的稳定性得到有效的控制，但如果渗透量加大，在土石坝基部有可能还会出现坡降现象。因此，必须通过防渗的方式实施水平盖铺，与下游的减小压力，增加排水量的工程实施有机地联系在一起。

4.2垂直防渗

在坝基透水层较薄并且隔水层厚度不大的前提下，应该使用垂直防渗的方法，并用封闭式防渗帷幕进行施工，从而使所有由于渗透变形的情况得到了彻底治理，这样从根本上解决了土石坝的坝体和坝基的渗漏。通常用的防渗方法有以下三个方面：

4.2.1高压喷射灌浆防渗。依据施工设计要求，在受到破坏的坝体周围用钻机实施钻孔，然后把高压喷射管放入钻孔中，对钻孔内的土体使用高压水流冲刷，破坏里面的土体结构，然后冲入水泥浆液，并且和周围土体充分混合、渗透、搅拌，然后逐渐提起喷嘴，待浆液凝固后，根据设计要求，确定好喷浆后的混凝土深度和厚度，从而与坝基紧密凝结在一起，很好地发挥防渗变形的优势。

4.2.2建造混凝土防渗墙。为了使土石坝更加坚固，增强它的抗冲刷能力，可在土石坝坝体或土体的透水层和覆盖层中建立槽型孔，同时使用高压水泵把水泥浆液压入槽型孔内部，使孔内的残渣等物质被冲出孔外，接着再用直升套管向槽孔内部压入混凝土，连续不断的混凝土墙就这样形成了，充分发挥阻止防渗变形的作用。

4.2.3土工膜防渗。使用土工膜防渗，能够使渗透半径加大，坡降变小、渗漏量变低，但是不能使渗流全部阻断，并且此种防渗方法对坝体渗漏有一定作用，对多种渗漏的防治效果不大。

通过一系列防渗措施的实施，必须根据实际情况认真分析，防渗施工技术的提高是进一步加强土石坝稳定性的关键因素。因此，只有建立一支专业化、能力强、技术过硬、有丰富经验的施工技术队伍，才能保证工程质量。同时，还必须有足够的土石坝防渗施工基金作保障，并能及时修缮、维护，一旦发现问题迅速处理，使管理和综合利用有机结合起来，并且要积极学习一些国外防渗补漏的先进技术和经验，使土石坝防渗变形工程有新的突破。

④ 土石坝渗流按途径包括哪些

土石坝渗流按途径包括管涌，流土，接触冲刷和接触流土四种。

因为防渗体是土石坝防渗的核心部分，主要是利用低透水性的材料将渗流控制在允许范围内。坝身、坝基防渗方法主要包括筑混凝土防渗墙，基岩灌浆(帷幕和固结灌浆)，或设置铺盖等，是大坝整体结构不可分的部分。

渗透变形的形式

与土料性质、土粒级配、水流条件以及防渗、排渗措施等多个因素有关；管涌和流土的发生与散粒土渗透变形破坏坡降的大小有关。诸多学者根据力学平衡原理，通过理论推导，得出一些管涌和流土的临界水力坡降模型公式。

如太沙基模型公式、伊斯托明娜管涌型土的抗渗坡降公式、扎马林模型公式等，遗憾的是这些公式都未考虑与级配特征有关的参数，导致这些理论公式与实测值之间尚存在一些差距。

⑤ 土石坝渗流自动化观测系统的工作原理是什么

利用摩擦产生的震动检测找到漏点再回传数据。
土石坝渗流后压力流体从管道破损口涌出时，与管壁摩擦产生的声音振动及引起的其他附加振动传到管道地面上方，用仪器在路面进行检测，找出漏点，数据传输到主机上。
土石坝渗流自动化观测系统由数据采集、数据接收、数据处理等三大子系统组成。数据采集子系统主要负责数据的采集和传输，数据接收子系统负责数据的接收，数据处理子系统负责数据的人库、形成各种报表等。

⑥ 土石坝毕业设计调查报告

在日常生活和工作中，接触并使用报告的人越来越多，通常情况下，报告的内容含量大、篇幅较长。那么报告应该怎么写才合适呢？下面是我为大家收集的土石坝毕业设计调查报告，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

1、课题研究的意义

土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。土石坝如此广泛的应用，那就要求我们要掌握土石坝的设计以及施工工艺。进行土石坝的研究，可以让我们①掌握如何根据地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面，经综合比较选定坝型，了解土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特点以及在枢纽中的布置;②了解和掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定;③在对土石坝枢纽中各建筑物的设计中，了解各建筑物的选型比较方法以及所选定建筑物的设计难点和重点，并掌握相应的设计方法;④掌握计算机绘图和程序计算方法，培养设计报告撰写能力;⑤通过设计研究，培养文献资料查阅、发现问题、独立思考问题和解决问题的能力。

2、国内外研究进展

土石坝是历史最为悠久的一种坝型。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。据不完全统计，我国兴建的各种类型的坝共有8、48万座，其中95%以上为土石坝。21世纪我国水利水电事业将进入大发展时期，在西部大开发的战略下，一批水利水电工程将在黄河上游、长江中上游干支流、红河等水利资源丰富的江河上开工建设。

在国外土石坝的发展速度同样迅速，所建的百米以上的高坝中，土石坝所占的比重呈逐年增长趋势，20世纪50年代以前为30%，60年代接近40%，70年代接近60%，到80年代后增至70%以上。随着近代的土石坝筑坝技术的`发展，促成了一批高坝的建设。目前，世界上已建成的最土石坝为前苏联的努列克坝，高300m。我国已建成的天生桥一级面板堆石坝，高178m，在建的水布垭面板堆石坝，高233m，在建的糯扎渡心墙堆石坝，高261、5m。设计中的双江口堆石心墙坝，高314m。

3、当前研究存在的问题

土石坝的当前研究主要存在：一是水库的渗流问题，二是除险加固的问题，三是新型材料的使用。

在坝与水库失事的统计中1/4是由于渗流问题引起的，我国大坝数量居世界首位，溃坝率亦居世界前列。溃坝的危害程度很高，尤其是对于高坝大库和大江大河的堤防工程，一旦失事其危害十分巨大，严重威胁整个水利工程的安全，进一步威胁下游人民生命和财产的安全。只有快速有效地分析堤坝的安全状况、运行状况以及溃坝风险分析等，才能减少事故的发生。只有有效地对多因素影响下的土石坝溃坝情况进行分析与预报，才能保证堤坝的正常运行、管理以及有的放矢地对堤坝工程进行除险加固处理。

较多的大坝需要除险加固，是由于当时特定的历史条件，存在严重的边勘测、边设计、边施工的现象，防洪标准低，质量控制不严，尾工和隐患较多，时刻威胁下游人民生命财产安全，限制了当地的经济发展，其除险加固的重要性和必要性为人民所认识，因此水库的除险加固势在必行。

随着筑坝技术的发展，坝的高度越来越大，需要的传统材料越来越多，施工周期越来越长。如果在筑坝的过程中，再用新型材料，比如现在可以把树脂模作为防渗体，既可以保证坝体的安全，又可以缩短工期和节约资金。

4、基本思路

(1)分析原始资料

熟悉本水库枢纽工程的一般自然地理条件，坝址附近的水文、气象特征、地形、地质条件、当地材料、对外交通的基本资料。通过对资料的了解和分析，初步掌握原始资料中对设计和施工有较大影响的主要因素和关键性问题，为设计奠定基础。

(2)坝型选择

根据提供的资料，建议选取2～3种坝型从地形、地质、建筑材料、施工情况、工程量、投资等方面，经综合比较选定坝型。

(3)枢纽布置

根据选定的坝轴线从地形、地质、施工、运用等方面大致确定建筑物(包括大坝、围堰、导流泄洪洞、溢洪道、电站等)的相对位置、建筑物形式，并加以定性分析与论述，确定枢纽工程等级及建筑物级别。

(4)建筑物设计

①确定断面尺寸及平面布置：

根据规范要求，参照已建工程并考虑本工程的具体情况，确定坝顶高程、坝顶宽度、坝坡、防渗体及排水体尺寸，确定坝型及断面尺寸，绘出坝的剖面及平面布置图。

②渗流计算：

运用水力学法计算设计洪水位或正常最高水位时最大断面及各控制断面的浸润线及单宽渗流量、全坝长的总渗流量。

③坝坡稳定计算：

按照《碾压式土石坝设计规范》，按四种工况核算坝坡的稳定性：

④细部构造设计：

包括坝基处理、坝与两岸连接、坝顶、护坡、反滤层、过渡层，以及坝体与坝基的防渗体、排水设施。

(5)编制土石坝工程施工工艺流程图土石坝工程施工工艺流程应采用流程框图的形式，从施工准备、施工导流、坝基处理、坝体施工等方面进行编制。

(6)编制土石坝工程施工网络图土石坝工程施工网络图应按分部工程、月为参数编制。

5、参考文献

1、《混凝土面板堆石坝设计规范》SL228;

2、《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252;

3、《碾压式土石坝设计规范》SL274;

4、《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计准则》SLJ01;

5、《水工钢筋混凝土结构设计规范》DL5073;

6、《水工建筑物荷载设计规范》DL5077;

7、《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL5180;

8、《土坝设计》上、下册水电部五局东北院编水利水电出版社;

9、《水工建筑物》林继庸编水利电力出版社;

10、《水工建筑物》吴媚玲编清华大学出版社;

11、《堆石坝设计》陈明志等编水利水电出版社;

12、《水工手册》水利水电出版社。

指导教师评语：(建议填写内容：对学生提出的方案给出评语，明确是否同意开题，提出学生完成上述任务的建议、注意事项等)

指导教师签名：

20xx年*月*日

⑦ 渗流分析的水力学法有哪些基本假定

1. 假设渗透系数K在同一或相近的土料中各向同性；
   

2. 假设坝体内部渗流为层流，认为坝内符合达西定律；

3. 假设坝体内部渗流为渐变流（杜平假定)，认为渗流中任意过水断面的水平流速和比降都是相等的。
   

⑧ 土坝坝体渗漏处理的常用方法主要有哪些

处理的原则是彻底的解决问题，既要处理好漏水，又要增强坝体整体强度。
常用方法有以下几种：
①重筑粘土铺盖：此法适用于坝体防渗效果好，但不透水层较深的单层地基，其前提是坝区附近有粘土，需放空水库或做围堰施工。否则只能改用上游水中抛土或灌注浑水的方法，但效果较差。
②增筑粘土截水墙或连锁混凝土井柱：此法适用于坝体质量尚好，不透水层埋藏较浅而基础又未挖到不透水层的情况，条件是需放空水库施工。当透水层为砂、砂壤土或其他软弱层时，也可采用砂浆板桩。
③筑混凝土防渗墙：此法适用于透水层较深的情况。
④作灌浆帷幕：此法适用于砂砾石或细砂基础，而且不能放空水库施工的情况。根据基础材料的可灌性，可分别选用粘土灌浆、水泥灌浆、粘土水泥灌浆或化学灌浆。
⑤建造减压井或压渗台、排渗沟：此法适用于基础有承压水，坝后逸出坡降大于允许值或有沼泽化现象的情况。

⑨ 土石坝边坡稳定分析的方法有哪些

从理论上说，研究土体边坡稳定有两类方法，一是利用弹性、塑性或弹塑性理论确定土体的应力状态，二是假定土体沿着一定的滑动面滑动而进行极限平衡分析。 第一类方法对于边界条件比较复杂的土坡较难以得出精确解，国内外许多人在这方面进行不少研究工作，也取得一些进展，近年来还可采用有限单元法，根据比较符合实际情况的弹塑性应力应变关系，分析土坡的变形和稳定，一般称为极限分析法。 第二类方法是根据土体沿着假想滑动面上的极限平衡条件进行分析，一般称为极限平衡法。在极限平衡法中，条分法由于能适应复杂的几何形状、各种土质和孔隙水压力，因而成为最常用的方法。条分法有十几种，其不同之处在于使问题静定化所用的假设不同，以及求安全系数方程所用的方法不同。

⑩ 3.简述土石坝的渗透变形的形式及防止措施

简述土石坝渗透破坏的类型及其特点。

土壤在渗透水流作用下可能产生渗透变形。破坏性的渗透变形可以导致水工建筑物失事。渗透变形主要有以下几种形式：管涌、流土、接触冲刷及接触流失
坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象称为管涌。
在渗流作用下，主体从坝身或坝基表面被掀起浮动的现象称为流土。流土现象主要发生在粘性土及较均匀的非粘性主体的渗流出口处。
当渗流沿着两种颗粒不同的土层交界面流动时，在交界面处的土壤颗粒被冲动而使两种颗粒不同的土层混合起来的现象称为接触冲刷。
当渗流垂直于两相邻土层的交界面，如粘土心墙（或斜墙）与坝体砂砾料之间、坝体或坝基与排水设备之间以及坝体内大小粒径土层之间，有可能出现由于粘性土的凝聚力降低，形成剥蚀区称为接触流失。