专业外语水工部分Word格式文档下载.docx

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consequently,thedesignandmaintenanceofdamsarecommonlyundergovernmentsurveillance.IntheUnitedStatesover30,000damsareunderthecontrolofstateauthorities.The1972FederalDamSafetyAct（PL92-267）requiresperiodicinspectionsofdamsbyqualifiedexperts.ThefailureoftheTetonDaminIdahoinJune1976addedtotheconcernfordamsafetyintheUnitedStates.大坝失事可能造成生命财产的严重损失。

因此，坝的设计和维修通常是在政府监督下进行的。

美国有3万多座坝由各州政府控制着。

1972年（美国）联邦大坝安全法（PL92-367）规定，必须由合格的专家对大坝进行定期检查。

在1976年6月爱达荷州提堂大坝失事后，美国对大坝安全更为关切。

1typesofdams坝的类型

Damsareclassifiedonthebasisofthetypeandmaterialsofconstruction,asgravity,arch,buttress,andearth.Thefirstthreetypesareusuallyconstructedofconcrete.Agravitydamdependsonitsownweightforstabilityandisusuallystraightinplanalthoughsometimesslightlycurved.Archdamstransmitmostofthehorizontalthrustofthewaterbehindthemtotheabutmentsbyarchactionandhavethinnercrosssectionthancomparablegravitydams.Archdamscanbeusedonlyinnarrowcanyonswherethewallsarecapableofwithstandingthethrustproducedbythearchaction.Thesimplestofthemanytypesofthebuttressdamsistheslabtype,whichconsistsofslopingflatslabssupportedatintervalsbybuttress.Earthdamsareembankmentsofrockorearthwithprovisionforcontrollingseepagebymeansofanimpermeablecoreorupstreamblanket.Morethanonetypeofdammaybeincludedinasinglestructure.Curveddamsmaycombinebothgravityandarchactiontoachievestability.Longdamsoftenhaveaconcreteriversectioncontainingspillwayandsluicegatesandearthorrock-fillwingdamsfortheremainderoftheirlength.坝按其形式和建筑材料分为：

重力坝、拱坝、支墩坝和土坝。

前三种坝通常是用混凝土浇筑的。

重力坝依靠自重维持稳定，通常在平面上呈直线状，不过有时也略带弧形。

拱坝通过拱的作用把水的水平推力中的大部分传给地基，因此它的横截面比重力坝单薄些。

拱坝只用于崖壁能承受拱作用所产生的推力的峡谷中。

各种支墩坝中最简单的是平板坝，它是由许多支墩间隔地支撑着倾斜的面板。

土坝是一种由土或石料填筑而成并借助于不透水的心墙或上游铺盖防渗透的土堤。

在一座大坝的结构中可包含不止一种坝型。

弧形坝可以把重力作用和拱作用结合起来，以利坝的稳定。

长坝常常有一个包括溢洪道、泄水闸在内的混凝土坝段，其余坝段是用土或石填筑的副坝。

Theselectionofthebesttypeofdamforagivensiteisaprobleminbothengineeringfeasibilityandcost,Feasibilityisgovernedbytopography,geologyandclimate.Forexample,becauseconcretespallswhensubjectedtoalternatefreezingandthawing,archandbuttressdamswiththinconcretesectionsaresometimesavoidedinareassubjecttoextremecold.Therelativecostofthevarioustypesofdamsdependsmainlyontheavailabilityofconstructionmaterialsnearthesiteandtheaccessibilityoftransportationfacilities.Damsaresometimesbuiltinstageswiththesecondorlaterstagesconstructedadecadeorlongerafterthefirststage.对于既定的坝址选择最佳坝型是一个关系到工程可行性及其造价的问题。

工程可行性受地形、地质及气候条件所支配。

例如：

由于混凝土遭受冻融作用的交替影响而引起剥落，因此在低温地区常避免采用断面单薄的混凝土拱坝或支墩坝。

各类坝的造价主要取决于能否在工地附近取得建筑材料和各种运输工具能否进入。

大坝有时分期建造，第二期或以后各期工程，往往在第一期以后需要10年或更长的时间。

Theheightofadamisdefinedasthedifferenceinelevationbetweentheroadway,orspillwaycrest,andthelowestpartoftheexcavatedfoundation.However,figuresquotedforheightsofdamsareoftendeterminedinotherways.Frequentlytheheightistakenasthenetheightabovetheoldriverbed.坝高定义为路面或溢洪道顶与基坑最低点之间的高程差。

不过，引用的坝高值常常是用另外的一些方法确定的，往往取原河床以上的净高度作为坝高。

2forcesondams作用在坝上的力

Adammustberelativelyimpervioustowaterandcapableofresistingtheforcesactingonit.Themostimportantoftheseforcesaregravity（weightofdam）,hydrostaticpressure,uplift,icepressure,andearthquakeforces.Theseforcesaretransmittedtothefoundationandabutmentsofthedam,whichreactagainstthedamwithanequalandoppositeforces,thefoundationreaction.Theeffectofhydrostaticpressurecausedbysedimentdepositsinthereservoirandofdynamicforcescausedbywaterflowingoverthedammayrequireconsiderationinspecialcases.坝必须是相对不透水的，并能经受得住作用在这上面的各种力。

这些作用力中最重要的是重力（坝体重量）、静水压力、扬压力、冰压力及地震力。

这些力传给坝基和坝座，而坝基和坝座则对坝体产生一个大小相等方向相反的基础反力。

某些特殊情况下还要考虑水库中沉积泥沙引起的静水压力的影响以及坝顶溢流所产生的动力作用。

Theweightofadamistheproductofitsvolumeandthespecificweightofthematerial.Thelineofactionofthisforcepassesthroughthecenterofmassofthecrosssection.Hydrostaticforcesmayactonboththeupstreamanddownstreamfacesofthedam.Thehorizontalcomponentofthehydrostaticforceistheforceonaverticalprojectionofthefaceofthedam,andforunitwidthofdamitis

Where:

isthespecificweightofwater;

isthedepthofwater.Thelineofactionofthisforceisabovethebaseofthedam.Theverticalcomponentofthehydrostaticforceisequaltotheweightofwaterverticallyabovethefaceofthedamandpassesthroughthecenterofgravityofthisvolumeofwater.坝的自重是其体积和材料比重的乘积。

该力的作用线通过横剖面的形心。

静水压力可同时作用在坝的上游面和下游面。

静水压力的水平分力是作用在坝面垂直投影上的力，对于单位宽度坝体而言其值为；

式中：

为水的比重；

是水深；

该力的作用线在坝基以上处。

静水压力的竖直分力等于坝面正上方的水重，并通过该水体的重心。

Waterunderpressureinevitablyfindsitswaybetweenthedamanditsfoundationandcreatesupliftpressures.Themagnitudeoftheupliftforcedependsonthecharacterofthefoundationandtheconstructionmethods.Itisoftenassumedthattheupliftpressurevarieslinearlyfromfullhydrostaticpressureattheupstreamface（heal）tofulltail-waterpressureatthedownstreamface（toe）.Forthisassumptiontheupliftforceis

Where;

isthebasethicknessofthedam;

andarethewaterdepthsattheheelandtoeofthedam,respectively.Theupliftforcewillactthroughthecenterofareaofthepressuretrapezoid（fig.11.1）

处于压力作用下的水必然要在坝和坝基之间流动，因而产生了扬压力。

扬压力的大小取决于基础的特性和施工方法。

经常假定扬压力从上游面（坝踵）处的全部静水压力直线变化到下游面（坝趾）处的全部尾水压力。

根据这一假设，扬压力为

是坝基的宽度；

和分别是坝踵和坝趾处的水深。

扬压力的作用线通过压力梯形的形心（图11.1）

Figure11.1free-bodydiagramofthecrosssectionofagravitydam

Actualmeasurementsondams（figure11.2）indicatethattheupliftforceismuchlessthanthatgivenbyeq.11.2.Variousassumptionshavebeenmaderegardingthedistributionofupliftpressures.TheU.S.BureauofReclamationsometimesassumesthattheupliftpressureongravitydamsvarieslinearlyfromtwo-thirdsoffullupliftattheheeltozeroatthetoe.Drainsareusuallyprovidedneartheheelofthedamtopermittheescapeofseepagewaterandrelieveuplift.一些坝的实测资料表明（图11.2）；

扬压力比公式11.2所给出的值小得多。

对扬压力的分布有各种不同的假设，美国垦务局认为重力坝的扬压力成直线变化，在坝踵处为全部扬压力的2/3，到坝趾处为零。

坝踵附近通常设有排水装置，以便排除渗流水量，减小扬压力。

Figure.11.2maximumobservedupliftpressureundersomeexistinggravitydams（DatafromtheASCECommitteeonUpliftinMasonrydams-ASCEabbr.AmericanSocietyofCivilEngineers美国土木工程师协会）

Lesson12embankmentdams土石坝

1selectionofembankmenttype土石坝坝型的选择

Ingeneral,therearetwotypesofembankmentdams:

earth（earthfilldam）androckfill（rockfilldam）.Theselectionisdependentupontheusablematerialsfromtherequiredexcavationandavailableborrow.Itshouldbenotedthatrockfillscanshadeintosoilfillsdependinguponthephysicalcharacteroftherockandthatnohardandfastsystemofclassificationcanbemade.Rockswhicharesoftandwilleasilybreakdownundertheactionofexcavationandplacementcanbeclassifiedwithearthfills.Rockswhicharehardandwillnotbreakdownsignificantlyaretreatedasrockfills.一般来说，土石坝有两种类型：

土坝和堆石坝。

坝型的选择取决于能从需要开挖的地点和可用的料场（料场stockground）（borrowarea取土面积;

采料场）处取得合用材料的情况。

应当指出的是（注意），根据岩石的物理特性，堆石可以逐渐变化为填土，因而不能对土石料作出严格而固定的分类。

那些软弱的和在开挖填筑时容易破碎的岩石可被归入填土类。

而坚硬和不会大量破碎的的岩石，则列为堆石类。

Theselectionandthedesignofanearthembankmentarebaseduponthejudgementandexperienceofthedesignerandistoalargeextentofanempiricalnature.Thevariousmethodsofstabilityandseepageanalysisareusedmainlytoconfirmtheengineer’sjudgement.一座土坝的选定和设计都有赖于设计人员的判断和经验，而且在很大程度上是属于经验性的。

各种稳定和渗透分析方法，主要是作为证实工程师的判断而使用的。

2freeboard超高

Allearthdamsmusthavesufficientextraheightknownasfreeboardtopreventovertoppingbythepool.Thefreeboardmustbeofsuchheightthatwaveaction,windsetup,andearthquakeeffectswillnotresultinovertoppingofthedam.Inadditiontofreeboard,anallowancemustbemadeforsettlementoftheembankmentandthefoundationwhichwilloccuruponcompletionoftheembankment.所有的土坝都必须有一个足够的额外高度，称为超高，以防止水库漫顶。

超高的高度必须足以在波浪作用、风浪壅高和地震影响下，不会导致坝的漫顶。

除了超高外，对于坝建成时发生的坝体和地基沉陷，还必须在高度上留有余地。

3topwidth坝顶宽度

Thewidthoftheearthdamtopisgenerallycontrolledbytherequiredwidthoffillforeaseofconstructionusingconventionalequipment.Ingeneral,thetopwidthshouldnotbelessthan30ft.ifadangerexistsofanovertoppingwavecausedeitherbymassivelandslidesinthepoolorbyseismicblocktipping,thenextratopwidthoferosionresistivefillwillberequired.土坝的坝顶宽度一般用常规设备便于施工的填筑宽度来控制。

通常，坝顶宽度应不小于30英尺。

如果存在着大规模塌方进入水库，或者有因地震使岩块倒落而引起波浪漫顶的危险，则需要采用抗冲刷的材料填筑更宽的坝顶高度。

4alignment定线

Thealignmentofanearthfilldamshouldbesuchastominimizeconstructioncostsbutsuchalignmentshouldnotbesuchastoencourageslidingorcrackingoftheembankment.Normallytheshorteststraightlineacrossthevalleywillbesatisfactory,butlocaltopographicandfoundationconditionsmaydictateotherwise.Damslocatedinnarrowvalleysoftenaregivenanalignmentwhich