精选回答
由于土石坝是由松散颗粒体填筑而成,因而与其他坝型相比,在稳定、渗流、冲刷、沉降等具有不同的特点和设计要求。
(1)坝坡稳定
在水平水压力作用下,土石坝一般不会发生沿坝基面的整体滑动。其失稳形式是坝坡滑动或坝坡连同部分地基一起滑动。造成滑坡主要原因是土粒间的抗剪强度小,而坝坡过陡,引起的剪切破坏;或坝基的抗剪强度太小,承载力低。设计时应合理选择坝坡和防渗排水设施,严格控制施工质量和做好地基处理。
(2)渗流
由于散粒体结构的颗粒间存在着较大孔隙,坝体挡水后,在上下游水位差的作用下,库水将经过坝体、坝基和两岸向下游渗透。渗流在坝体内形成的自由水面称浸润面,坝体横断面与浸润面的交线称浸润线。浸润线以下为饱和渗流区,土的抗剪强度指标较自然状态低,对坝坡稳定不利;当渗透坡降超过一定界限时,还会引起坝体或坝基土的渗透变形破坏;另外,渗透流量过大也会影响水库的蓄水。设计时应采取防渗排水措施,减少渗漏,保证渗流稳定性。
(3)冲刷
土石坝为散粒体结构,颗粒间的黏结力很小,抗冲力很弱。若库水漫顶,将对坝体产生极大危害;因此,土石坝的坝顶安全超高较混凝土坝或砌石坝大。且当坝坡受到波浪掏刷或雨水冲刷时,易产生坍塌;故设计时,应设置护坡和坝面排水设施。同时,在布置泄水建筑物时,注意进出口离坝坡要有一定的距离,以免泄水时对坝坡产生冲刷。
(4)沉降
由于土石料填筑体内存在孔隙,在坝体自重和水荷载的作用下,坝体和坝基都会由于压缩变形而产生沉降。均匀沉降使坝顶高程不足,不均匀沉降会使坝体开裂。故施工时应严格控制碾压质量,且完工后坝顶高程应较设计值高0.5%~1%。