第二章-水利水电工程建筑物授课教案.doc

水利水电工程建筑物授课教案

章节名称第二章土石坝与堤防教学日期第一学期

授课教师姓名职称授课时数22

本章的教学目的与要求

掌握土坝的工作原理、工作特点和分类；掌握作用在土坝坝顶高程计算方法和土坝的剖面拟定的方法；掌握土坝渗流计算及渗透变形型式；土石坝的稳定分析的基本方法；掌握土坝地基的处理方法；掌握土石坝的细部构造及土料选用和施工要求、土坝排水设施构造；掌握土坝地基的处理方法；熟悉河道治理和堤防结构工程。

授课主要内容及学时分配

掌握土坝的工作原理、工作特点和分类（2学时）；掌握作用在土坝坝顶高程计算方法和土坝的剖面拟定的方法（2学时）；掌握土坝渗流计算及渗透变形型式（4学时）；土石坝稳定分析的基本方法（4学时）；掌握土石坝的细部构造及土料选用和施工要求、土坝排水设施构造（6学时）；掌握土坝地基的处理方法（2学时）；熟悉河道治理和堤防结构工程（2学时）。

重点和难点

如何确定土坝坝顶高程和土坝的剖面；土坝渗流计算及渗透变形型式；土石坝的细部构造及土料选用和施工要求、土坝排水设施构造；土坝地基的处理方法。

思考题和作业

1、土坝的适用条件是什么？

2、如何选用土坝坝型？

3、土坝设计的基本步骤是什么？

4、查阅有关资料，了解土坝坝顶高程计算时的风速如何取得？不同高程的风速如何换算？陆地和水面风速如何换算？复杂水域的吹程如何确定？

5、查阅有关资料，了解土坝、堤防和渠道等坝（堤）顶高程确定方法。

6、参考其他教材和专著，了解各种土坝渗流的水力学计算方法，了解其他渗流计算方法和程序。

7、土坝稳定分析方法如何确定？抗剪强度指标如何选用？

8、查阅有关资料，了解面板堆石坝的结构和计算方法。

9、查阅有关资料，了解堤防选线和河道治理的要求。

10、查阅有关资料，了解海堤设计的基本要求。

第二章土石坝和堤防

第一讲

讲授第一节

§2～1概述

一、概述

1、土石坝：利用当地材料（土石料）填筑而成的挡水坝，又称当地材料坝。

2、堤防：沿河岸修建的护岸建筑物，一般采用土石坝的结构形式。

3、优点：

eq\o\ac(○,1)就地取材，可节约大量水泥，钢材和木材。

eq\o\ac(○,2)适应地基变形能力强。

eq\o\ac(○,3)施工技术简单，工序少，便于机械化快速施工。

eq\o\ac(○,4)结构简单，工作可靠，便于管理，维修，加高和扩建。

4、缺点

①坝顶不能溢流。

②施工导流不如砼坝方便。

③当采用粘土填筑时，受气候影响大。

二、土石坝的工作原理

（一）滑坡

1、坝坡稳定：坝坡主要依靠土石颗粒之间的摩擦和粘聚力来维持稳定，没有支撑的边坡是填筑体稳定问题的关键。渗流也是影响坝体稳定的重要因素

2、土石坝失稳的型式：主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动，影响坝体的正常工作，甚至导致工程失事。

3、稳定条件：为确保土石填筑体的稳定，土石坝断面一般设计成梯形或复合梯形，而且边坡较缓，通常1:1.5～1:3.5。

（二）渗流

1、危害

渗流不仅使水库损失水量，还会使背水面的土体颗粒流失、变形，引起管涌和流土等渗透破坏。在坝体与坝基、两岸以及其他非土质建筑物的结合面，还会产生集中渗流现象。

2、防止渗流破坏的原则：

是“前堵后排”，在坝前（迎水面）采取防渗、防漏的工程措施，减少渗流量，同时要尽量排除渗入坝体的水量，降低渗流对坝体的不利影响。

（三）沉陷

1、危害：沉降变形、不均匀会产生裂缝，破坏坝体结构，也会降低坝顶高程，使坝的高度不足。

2、防止措施：土石坝设计需要考虑土石材料选用、坝基处理、填筑工艺等因素，筑坝时应有适量的超填。

（四）冲刷

1、危害：土石坝为散粒结构，抗冲能力低，受到波浪、雨水和水流作用，会造成冲刷破坏。

2、防止措施：

1）土石坝坝坡要设置护面结构，特别是迎水面要防止波浪影响，是护面的重点。

2）背水坡面要设置排水沟，防止雨水对坝面的冲刷。

3）土石坝的溢洪道和引水涵一般远离坝区布置，以面冲刷坝体。

4）土石堤防还要采用各种护脚措施，例如抛石和模袋混凝土护脚，或设置丁坝。

三、土石坝的类型

按坝高分

高坝H＞70m

中坝H＞30～70mSL274-2001《碾压式土石坝设计规范》

低坝H=30m

按施工方法分1、碾压式土石坝：由土石料分层填筑碾压而成的坝。

2、水力冲填坝：用水力机械抽水到比坝顶高的土场，并用水力将土体冲成泥浆，沿布置的沟渠流入围埂内的填筑面后分层填筑，经脱水固结成密实的坝体。

3、水中填土坝：在填土面上修筑围埂将填土面分格，在分格内灌水形成水池，在