三峡大学：《水工建筑物》第五讲 筑坝材料及填筑标准

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● §5就坝材料及填就标准 概述 二、土石料的选择 、填筑标准 2021/2/22

2021/2/22 1 §5 筑坝材料及填筑标准 一、概述 二、土石料的选择 三、填筑标准

●●●●● ●●●● 概述 ●●0 ●●● ●●●● 材料设计的要求: 选择合理的结构型式,对坝体材料进行适当配置, 满足经济合理、安全可靠、便于施工。 材料要求 ◆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; ◆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料的利用; ◆便于开采、运输和压实 近20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。 2021/2/22

2021/2/22 2 材料设计的要求 ： 选择合理的结构型式，对坝体材料进行适当配置， 满足经济合理、安全可靠、便于施工。 材料要求： ◆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； ◆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料的利用； ◆便于开采、运输和压实 近20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。 一、概述

●●●●● 土石料的选择 ●●●● ●●0 ●●●● 1、均质坝对土料的要求 具有一定的抗渗性和强度。粘粒含量、塑性指数、有机质、 可溶盐含量 2、防渗土料 要求:防渗性、抗剪强度、压缩性、抗渗稳定性、含水量、 颗粒级配、膨胀量及体压缩量、可溶盐、有机质含量 ◆渗透系数:均质坝≤1e-4cm/s,心墙和斜墙≤1e-5cm/s。 ◆水溶盐含量(指易溶盐和中溶盐,按质量计)≤3% ◆有机质含量:均质坝≤5%,心墙和斜墙≤2%,超出需论证: ◆有较好的塑性和渗透稳定性; ◆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 2021/2/22

2021/2/22 3 二、土石料的选择 1、均质坝对土料的要求 具有一定的抗渗性和强度。粘粒含量、塑性指数、有机质、 可溶盐含量 2、防渗土料 要求：防渗性、抗剪强度、压缩性、抗渗稳定性、含水量、 颗粒级配、膨胀量及体压缩量、可溶盐、有机质含量 ◆渗透系数：均质坝≤1e-4cm/s，心墙和斜墙≤ 1e-5cm/s。 ◆水溶盐含量（指易溶盐和中溶盐，按质量计）≤3% ◆有机质含量：均质坝≤5%，心墙和斜墙≤2%，超出需论证； ◆有较好的塑性和渗透稳定性； ◆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

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● 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: 塑性指数>20和液限>40%的冲积粘土; 膨胀土。吸水膨胀,失水收缩 ·开挖、压实困难的干硬粘土; 冻土; 分散性粘土。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3级低坝 2021/2/22

2021/2/22 4 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： •塑性指数＞20和液限＞40%的冲积粘土； •膨胀土。吸水膨胀，失水收缩。 •开挖、压实困难的干硬粘土； •冻土； •分散性粘土。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3级低坝

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● ●●●● 3、坝壳料 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 4、反滤料、过渡料、排水料 要求: 质地致密,抗水性和抗风化性能满足工程运用条件; 具有要求的级配; 具有要求的透水性; 反滤料和排水体料中粒径<0.075ⅷm的颗粒含量≤5% 2021/2/22

2021/2/22 5 3、坝壳料 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。 4、反滤料、过渡料、排水料 要求： •质地致密，抗水性和抗风化性能满足工程运用条件； •具有要求的级配； •具有要求的透水性； •反滤料和排水体料中粒径＜0.075mm的颗粒含量≤5%

●●●●● 三、填筑标准 ●●●● ●●0 ●●● 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 综合考虑以下因素: 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; 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; 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; 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; 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。 2021/2/22

2021/2/22 6 三、填筑标准 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。 综合考虑以下因素： •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； •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； •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； •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； •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

●●●●● ●●●● ●●0 ●●● 压实系数=设计干容重/最大干容重 ●●●● 粘土:干容重、含水量与压实功能关系密切 最优含水量:在一定压实功能下达到最佳压实效果的含水 量。 咔粘性土: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。 相对紧密度 e max 式中 Dr一相对紧密度 max min e一设计孔隙比 max 最大孔隙比 enn一最小孔隙比。 2021/2/22

2021/2/22 7 压实系数＝设计干容重/最大干容重 粘土：干容重、含水量与压实功能关系密切。 最优含水量：在一定压实功能下达到最佳压实效果的含水 量。 非粘性土：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。 相对紧密度 式中 Dr－相对紧密度 e－设计孔隙比 emax－最大孔隙比 emin－最小孔隙比。 max min max Dr e e e e − − =