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土石壩
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'''土石壩'''(英語:Embankment dam),是大型人工大壩,通過放置和壓實各種土壤,沙子,粘土或岩石組成的複雜半塑料土堆而產生的水壩。它的表面具有半透水的天然防水覆蓋層,並且芯層緻密,不透水,主要是防滲表面或滲水侵蝕。
==概述==
土石壩是用土、砂、石頭建造的寬壩,斷面一般為梯形,因為底部承受的水壓比頂部的大的多,所以底部較頂部寬,適合建在寬谷的基岩或軟土地基上。土石壩依使用材料可分為土壩(earth-fill dam)與堆石壩(rock-fill dam)兩類。方法是用壓實土製成的土石壩(又稱土壩)或堆石壩,也就是建在堅硬的岩石或較軟的土壤上。堆石壩的建立是使用炸藥將石塊破碎成較小的等級,以得到在堤壩中使用的尺寸。顆粒的摩擦和相互作用將顆粒粘合在一起形成穩定的團塊,而不是通過使用膠結物質。
由於物料較鬆散,水會慢慢滲入堤壩,降低堤壩的堅固程度。因此,會在堤壩表面加上一層防水的黏土;或在壩體內修築透水性更小的防滲層(黏土、混凝土或瀝青混凝土等材質防滲層,有心牆和斜牆兩種類型);或設計一些通道,讓一部分的水流走。土石壩的橫截面顯示出類似堤岸或丘陵的形狀。大多數都具有由不滲透材料組成的中央部分或核心,以阻止水滲入大壩。芯可以是粘土,混凝土或瀝青混凝土。這種類型的水壩是大河谷地區的理想選擇。
==功能==
土石壩由零散的獨立材料顆粒組成,由於土石壩龐大的自重與蓄水壓應力,需要嚴格計算其地基設計與處理。對於土石壩如果洪水漫壩,將造成潰壩。因此土石壩必須具有處理500年最大可能洪水的泄洪能力。修建水壩和在其後方蓄水給山谷的地面和兩側增加了新的重量。因此,必須在建築之前計算大壩的應力水平,以確保不超過其破壞水平閾值。
==安全性==
水的應力隨著深度的增加而線性增加。水也推向水壩的上游面,這是一種非剛性結構,在應力作用下具有半塑性作用,與淺水位相比,在水壩底部附近需要更大的調節需求。土石壩的溢流或溢流超出其溢洪道能力將導致其最終失效。大壩頂面徑流對大壩材料的侵蝕將清除其重量使大壩保持在適當位置的材料塊,並克服作用於移動大壩的水力。即使是持續不斷的小流量,也可以在數小時內從大壩中清除數千噸的表土。由於仍然被擋在水壩後面的水量壓在路堤的減輕的質量上,該質量的去除使使水壩抵靠其水庫的穩定力失衡,而路堤的減輕的質量因表面侵蝕而變輕。
==調節水量==
隨著大壩的侵蝕,蓄水池施加的力開始移動整個結構。幾乎沒有彈性強度的路堤將開始分裂成幾小段,使蓄積的水庫水在它們之間流動,侵蝕並清除更多的物質。在破壞的最後階段,路堤的其餘部分幾乎不會對水流產生任何阻力,並繼續破裂成越來越小的土或岩石段,直到它們分解成泥土,岩石和水。
因此,對溢洪道的安全要求很高,並且要求溢洪道能夠容納最大洪水位。編寫規範通常是這樣,至少可以包含一百年的洪水。在第三個千年之交前後,開發了許多堤壩防溢系統。這些技術包括混凝土漫頂保護系統,木材嬰兒床,片樁,亂石和金屬筐,加筋土,最小能量損失堰,堤溢出台階式溢洪道和預製混凝土塊保護系統。
==概述==
土石壩是用土、砂、石頭建造的寬壩,斷面一般為梯形,因為底部承受的水壓比頂部的大的多,所以底部較頂部寬,適合建在寬谷的基岩或軟土地基上。土石壩依使用材料可分為土壩(earth-fill dam)與堆石壩(rock-fill dam)兩類。方法是用壓實土製成的土石壩(又稱土壩)或堆石壩,也就是建在堅硬的岩石或較軟的土壤上。堆石壩的建立是使用炸藥將石塊破碎成較小的等級,以得到在堤壩中使用的尺寸。顆粒的摩擦和相互作用將顆粒粘合在一起形成穩定的團塊,而不是通過使用膠結物質。
由於物料較鬆散,水會慢慢滲入堤壩,降低堤壩的堅固程度。因此,會在堤壩表面加上一層防水的黏土;或在壩體內修築透水性更小的防滲層(黏土、混凝土或瀝青混凝土等材質防滲層,有心牆和斜牆兩種類型);或設計一些通道,讓一部分的水流走。土石壩的橫截面顯示出類似堤岸或丘陵的形狀。大多數都具有由不滲透材料組成的中央部分或核心,以阻止水滲入大壩。芯可以是粘土,混凝土或瀝青混凝土。這種類型的水壩是大河谷地區的理想選擇。
==功能==
土石壩由零散的獨立材料顆粒組成,由於土石壩龐大的自重與蓄水壓應力,需要嚴格計算其地基設計與處理。對於土石壩如果洪水漫壩,將造成潰壩。因此土石壩必須具有處理500年最大可能洪水的泄洪能力。修建水壩和在其後方蓄水給山谷的地面和兩側增加了新的重量。因此,必須在建築之前計算大壩的應力水平,以確保不超過其破壞水平閾值。
==安全性==
水的應力隨著深度的增加而線性增加。水也推向水壩的上游面,這是一種非剛性結構,在應力作用下具有半塑性作用,與淺水位相比,在水壩底部附近需要更大的調節需求。土石壩的溢流或溢流超出其溢洪道能力將導致其最終失效。大壩頂面徑流對大壩材料的侵蝕將清除其重量使大壩保持在適當位置的材料塊,並克服作用於移動大壩的水力。即使是持續不斷的小流量,也可以在數小時內從大壩中清除數千噸的表土。由於仍然被擋在水壩後面的水量壓在路堤的減輕的質量上,該質量的去除使使水壩抵靠其水庫的穩定力失衡,而路堤的減輕的質量因表面侵蝕而變輕。
==調節水量==
隨著大壩的侵蝕,蓄水池施加的力開始移動整個結構。幾乎沒有彈性強度的路堤將開始分裂成幾小段,使蓄積的水庫水在它們之間流動,侵蝕並清除更多的物質。在破壞的最後階段,路堤的其餘部分幾乎不會對水流產生任何阻力,並繼續破裂成越來越小的土或岩石段,直到它們分解成泥土,岩石和水。
因此,對溢洪道的安全要求很高,並且要求溢洪道能夠容納最大洪水位。編寫規範通常是這樣,至少可以包含一百年的洪水。在第三個千年之交前後,開發了許多堤壩防溢系統。這些技術包括混凝土漫頂保護系統,木材嬰兒床,片樁,亂石和金屬筐,加筋土,最小能量損失堰,堤溢出台階式溢洪道和預製混凝土塊保護系統。