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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。

石門水庫大壩是土石壩，是將土石分層輾壓夯實而成。以土石築壩是人類為引水蓄水、調節利用水量，最早採用的築壩自然材料。19 世紀 20 年代發明了 [[ 水泥 ]] ，而於 20 世紀初期，才有了完全用混凝土澆築的混凝土壩。一般而言，水壩以築壩材料區分，有土壩、土石壩、堆石壩及混凝土壩，但以水壩抵擋水壓力及地震力的結構力學行為區分，又可分為重力壩，扶壁壩及拱壩。

石門水庫於係採中央不透水心牆分區分層滾壓土石壩，也就是說石門大壩完全是由土石堆積而成的，是將土石依功能需求分級分類或篩選，或加工，依不透水及安定之需要分區分層滾壓填築而成。中央是以高塑性黏土構成的不透水心牆），負責阻止水的滲透，再來兩側是過濾層負責保護中央不透水心牆材料之流失，再外層也是最大的一層是半透水殼層負責大壩的安定，最外層是大石壩的保護層，分區分層各司其責結合而成安定的大壩；而土石壩最忌洪水漫流壩身導致毀壞，溢洪道不可與壩身在一起，故 [[ 石門水庫 ]] 溢洪道建於大壩右側山脊，設有弧形閘門6座，最大溢洪量每秒11,400立方公尺，另設有緊急排洪隧道及排砂隧道，最大溢洪量每秒2,700立方公尺，總計排洪量共每秒14,100立方公尺，可確保颱洪期間大壩安全。<ref>[https://www.wranb.gov.tw/3452/3486/3487/12590/ 石門水庫大壩屬於哪種壩型？(養護課提供)]經濟部水利署北區水資源局全球資訊網</ref>

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，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。