水工建筑物專題（復(fù)雜壩基和地下結(jié)構(gòu)）

內(nèi)容簡(jiǎn)介

內(nèi)容提要 本書系高等學(xué)校水工專業(yè)本科生和研究生選修課的通用教材。全 書共分5章，其內(nèi)容包括：巖基重力壩抗滑穩(wěn)定分析，拱壩和壩座的抗 滑穩(wěn)定，巖基穩(wěn)定的可靠性分析，地下結(jié)構(gòu)及其噴錨支護(hù)，水工隧洞 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算等。 本書主要供有關(guān)院校水工專業(yè)選修課教學(xué)用書，也可作為相近專 業(yè)的教學(xué)參考書，還可供有關(guān)工程技術(shù)及科研人員學(xué)習(xí)和參考。2100433B

圖書目錄

目 錄

前 言

專題一 泄水建筑物的高速水流問題

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 高速水流的脈動(dòng)

第三節(jié) 空穴 空蝕問題

第四節(jié) 摻氣

第五節(jié) 泄水孔通氣量的計(jì)算

第六節(jié) 沖擊波

專題二 泄水建筑物下游的消能防沖

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 挑流消能

第三節(jié) 面流及戽流消能

第四節(jié) 底流消能

專題三 水工建筑物的滲流計(jì)算

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 滲流理論基礎(chǔ)

第三節(jié) 壩基滲流計(jì)算

第四節(jié) 土石壩不穩(wěn)定滲流的計(jì)算

第五節(jié) 壩下裂隙巖基的滲流分析

第六節(jié) 大壩滲流計(jì)算中的有限元法

專題四 巖基上混凝土重力壩的穩(wěn)定和應(yīng)力分析

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 重力壩應(yīng)力分析的有限元法

第三節(jié) 重力壩應(yīng)力分析若干問題

第四節(jié) 壩基深層抗滑穩(wěn)定分析

第五節(jié) 提高壩基抗滑穩(wěn)定性的工程措施

專題五 拱壩壩座穩(wěn)定分析

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 拱壩壩座穩(wěn)定分析的剛體極限平衡法

第三節(jié) 拱壩壩座穩(wěn)定分析的有限單元法

第四節(jié) 改善拱壩壩座穩(wěn)定性的工程措施

專題六 土石壩的應(yīng)力和變形分析及其應(yīng)用

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 土石壩材料的應(yīng)力―應(yīng)變特性

第三節(jié) 雙曲線模型

第四節(jié) 鄧肯模型的修正與發(fā)展

第五節(jié) 線彈性有限元法的應(yīng)用

第六節(jié) 非線性有限元法的應(yīng)用

專題七 軟基上閘壩工程的若干問題

第一節(jié) 閘墩的結(jié)構(gòu)計(jì)算

第二節(jié) 反拱底板的結(jié)構(gòu)計(jì)算

第三節(jié) 灌注樁閘基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算

第四節(jié) 軟基處理

第五節(jié) 水工建筑物的抗凍技術(shù)

專題八 水工隧洞的噴錨支護(hù)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 噴錨支護(hù)的型式和構(gòu)造

第三節(jié) 噴錨支護(hù)的設(shè)計(jì)

第四節(jié) 水工隧洞噴錨襯砌設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題

專題九 水工建筑物的抗震設(shè)計(jì)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震反應(yīng)

第三節(jié) 多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的自由振動(dòng)

第四節(jié) 多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的水平地震反應(yīng)

第五節(jié) 地震動(dòng)水壓力

第六節(jié) 混凝土重力壩抗震計(jì)算的有限元法

第七節(jié) 抗震結(jié)構(gòu)和工程措施

專題十 水工建筑物的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)研究

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 相似原理及模型設(shè)計(jì)

第三節(jié) 模型材料

第四節(jié) 模型加荷與量測(cè)

第五節(jié) 結(jié)構(gòu)靜力模型試驗(yàn)

第六節(jié) 結(jié)構(gòu)模型破壞試驗(yàn)

第七節(jié) 地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)

第八節(jié) 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)簡(jiǎn)介

第九節(jié) 試驗(yàn)成果整理與誤差分析

專題十一 壩工觀測(cè)與資料分析

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 觀測(cè)技術(shù)

第三節(jié) 大壩實(shí)測(cè)性態(tài)數(shù)學(xué)模型

第四節(jié) 分析觀測(cè)資料的常用數(shù)學(xué)方法

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①有足夠的強(qiáng)度和剛度，能承受壩體傳來的 力，不產(chǎn)生不允許的變形和裂陳。

②有足夠的整體性和 均勻性，滿足壩基抗滑穩(wěn)定要求。

③有足夠的抗?jié)B性， 滿足滲流穩(wěn)定性要求。

④有足夠的抗震穩(wěn)定性，在地震 等動(dòng)力作用下壩基巖土不產(chǎn)生滑動(dòng)、沉陷、液化等現(xiàn) 象。

⑤有足夠的耐久性，壩基巖土性能在水的長(zhǎng)期作用 下不惡化。 當(dāng)壩基不能滿足某些要求時(shí)，可對(duì)壩基巖土進(jìn)行 處理，使其達(dá)到上述要求(見巖基處理和軟基處理)。 壩基可分為巖質(zhì)、非巖質(zhì)和非均質(zhì)3種。另外在地 質(zhì)條件復(fù)雜的壩址常遇復(fù)雜壩基。 巖質(zhì)壩墓可分為堅(jiān)巖壩基和軟巖壩基。一般 壩基巖石抗壓強(qiáng)度大于30MPa為堅(jiān)巖壩基;小于30 MPa為軟巖壩基。堅(jiān)巖和軟巖壩基又均可按巖性分為 不同類型。同類巖性的壩基還有風(fēng)化程度、巖體結(jié)構(gòu) (塊狀、碎裂、層狀)、受地質(zhì)構(gòu)造破壞的程度的不 同。 非巖質(zhì)壩基分為砂礫石壩基、砂質(zhì)壩基和土質(zhì) 壩基.級(jí)配良好的砂礫石壩基具有較高的承載能力，可 做高土石壩及壩高40余m以下的混凝土壩的壩基。 砂質(zhì)壩基抗管涌能力弱，承載能力和沉陷性能因顆粒 組成、級(jí)配、密實(shí)度等的不同有很大的變化.均勻的中 細(xì)砂層遇地震容易液化。土質(zhì)壩基防滲性能好，內(nèi)摩擦 系數(shù)小，沉陷過程長(zhǎng)。

土質(zhì)壩基

土質(zhì)壩基種類繁多，性能相差很 大，因顆粒組成、生成條件等而異。主要有貓土壩基、 壤土壩基等。 非均質(zhì)壩墓不挖除河床覆蓋層的巖質(zhì)壩基、巖 性不均一的壩基、具有多種沉積物的非巖質(zhì)壩基均屬 此類，其變形、強(qiáng)度、抗?jié)B流等性能往往不均勻，需要 在壩和壩基的設(shè)計(jì)中妥善處理。 復(fù)雜壩墓指有重大地質(zhì)問題，需要進(jìn)行復(fù)雜處 理的壩基。

巖質(zhì)復(fù)雜壩基

巖質(zhì)復(fù)雜壩基有緩傾角軟弱夾層的壩 基、深覆蓋層壩基、有深槽的壩基、喀斯特發(fā)育的壩基、 有大的斷裂構(gòu)造的壩基等。非巖質(zhì)復(fù)雜壩基有:黃土壩 基、有細(xì)砂層或淤泥透鏡體的壩基等。 (l)有緩傾角軟弱夾層的壩基。壩基巖體中夾有曾 受地質(zhì)構(gòu)造破壞，相對(duì)軟弱的薄巖層，其力學(xué)強(qiáng)度低， 遇水易軟化或泥化，連續(xù)性強(qiáng)，傾角小于30。。這種軟 弱夾層對(duì)壩基德定最為不利。軟弱夾層埋藏于地下，其 分布和性狀很不易查清，需根據(jù)勘探資料和地質(zhì)背景、 生成條件等加以綜合分析判定。

影響軟弱夾層抗剪強(qiáng)度的因素

主要有夾層界面中的軟弱物質(zhì)、界面的狀態(tài) (糙度、起伏度)等。根據(jù)所夾物質(zhì)性狀，軟弱夾層可 分為貓泥型、泥含粉粒碎屑型、碎屑夾泥型、碎屑型等 類型，一般含泥多的界面光滑，起伏度小的軟弱夾層抗 剪強(qiáng)度最低。 (2)深筱蓋層壩基。有的壩基極蓋層深度超過百 米，著名的有巴基斯坦塔貝拉(Tarbela)壩基、加章 大馬尼克一3(Manic一3)壩基。這種壩基只能修建土石 壩和低的混凝土壩，需采取復(fù)雜的防滲措施。 (3)有深槽的壩基。壩基巖體中有窄而深的槽，充 填軟弱物質(zhì).需要清除或處理，例如中國(guó)姻街子水電站 玄武巖壩基中有深達(dá)70余m的深槽。 (4)喀斯特發(fā)育的壩基?？λ固刂饕l(fā)育在灰?guī)r 中，查清其分布規(guī)律一般需進(jìn)行大量勘探工作。防滲處 理不好，可能大量漏水。中國(guó)烏江渡重力拱壩，壩高 165m，兩岸喀斯特及暗河發(fā)育，壩肩附近洞穴回填混 凝土總體積達(dá)8萬多m”，左岸部分地段沿?cái)鄬影l(fā)育的 溶洞深達(dá)河床以下200m，用高壓灌漿等措施進(jìn)行大 量復(fù)雜的處理，得到成功。 (5)有大斷裂構(gòu)造的壩基。例如河床和岸坡有順河 斷層、橫河及斜交斷層，甚至活動(dòng)性斷層，對(duì)壩基的穩(wěn) 定、變形、防滲等都有極大影響。 (6)黃土壩基。黃土屬大孔隙土，含大量水溶鹽， 遇水喪失強(qiáng)度，產(chǎn)生大量沉陷。黃土成因復(fù)雜、其濕陷 性有顯著差異，對(duì)這種壩基要仔細(xì)研究處理。 (7)有細(xì)砂層或淤泥透鏡體的壩基。細(xì)砂層有可能 液化，淤泥密度小，沉陷量大、都需仔細(xì)研究處理。 2100433B