砌石拱坝裂缝研究与砌筑工艺改进PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 砌石坝和砌石拱坝 1

1.1.1 砌石坝的历史悠久 1

1.1.2 砌石拱坝的优越性 2

1.2 我国砌石拱坝 3

1.2.1 砌石拱坝与中小型水库 3

1.2.2 砌石拱坝在我国风行一时 4

1.2.3 砌石拱坝便于维护管理 4

1.3 砌石拱坝发展中的问题 4

1.3.1 砌石拱坝开裂普遍 4

1.3.2 新建数量急剧减少 5

第2章 裂缝危害程度评估 6

2.1 砌石拱坝裂缝危害程度评估的定性方法 6

2.2 国内外对拱坝裂缝危害性的认识 7

2.2.1 美国工程师的研究 7

2.2.2 中国专家的见解 7

2.2.3 多数砌石拱坝可以带缝运行 8

2.3 界定砌石拱坝裂缝危害程度的定性方法 9

2.3.1 必要性 9

2.3.2 可能性 9

第3章 两座拱坝失事的启示 11

3.1 福建梅花砌石周边缝拱坝的溃决 11

3.1.1 拱坝概况及事故经过 11

3.1.2 事故原因分析 13

3.2 法国马尔巴赛（Malpasset）拱坝溃决 15

3.2.1 欧洲的拱坝热潮 15

3.2.2 马尔巴赛拱坝概况及失事经过 16

3.2.3 各方对事故的见解 17

3.3 两个拱坝溃决实例的启示 23

第4章 影响坝体开裂的因素 29

4.1 石块受力后的破坏形式 29

4.2 微裂隙与脆性断裂 29

4.2.1 脆性破坏与塑性破坏 29

4.2.2 微小裂隙的影响 30

4.3 砌缝是裂缝高发区域 32

4.3.1 砌缝区域的微裂隙与局部应力 32

4.3.2 砌缝内的空隙和裂隙 34

4.4 砌体的抗拉强度 34

第5章 裂缝的产生和演变 35

5.1 局部缺陷与外部荷载 35

5.1.1 局部缺陷往往是裂缝的起点 35

5.1.2 外部荷载是裂缝开展的动力 35

5.2 外荷与裂缝类型 35

5.2.1 裂缝产生的条件 36

5.2.2 裂缝方向偏转 37

5.3 裂缝断续延伸 38

5.4 裂面的承载能力 38

第6章 上部坝体竖直裂缝 40

6.1 导致上部坝体竖直裂缝的主要原因 40

6.1.1 温度变化 40

6.1.2 “温度应力”与“温度裂缝” 41

6.2 “温度裂缝”的一些特点 47

6.2.1 裂缝多从坝顶开始 47

6.2.2 上游面缝端止于库水面之上 49

6.2.3 竖直贯穿裂缝多呈半径方向 49

6.2.4 裂缝完全对称的情况不多 51

6.2.5 裂缝的“张开”“闭合”周期与水位气温变动周期相关 51

6.2.6 裂缝的“消失” 52

6.2.7 低部位出现温度裂缝的概率小 52

6.2.8 裂缝多在建成初期出现 53

6.3 与上部竖直裂缝相关的因素 53

6.3.1 砌筑速度过快 53

6.3.2 初次蓄水位 54

第7章 地质缺陷引起的竖直裂缝 57

7.1 上部拱座附近基岩的软弱带 57

7.2 拱座基岩岩层交界点与裂缝位置 58

7.3 岸坡坡率突变点 59

7.4 局部地基缺陷 60

7.5 拱座基岩软弱 61

7.5.1 不同基岩的应力—应变关系曲线 62

7.5.2 岩石反复加载—卸载曲线 63

7.5.3 四川大英县寸塘口砌石拱坝竖直裂缝 63

7.6 复杂的地质因素导致砌石拱坝巨大裂缝 68

7.6.1 筑坝建库蓄水引起地区性沉陷 68

7.6.2 相邻坝段地基位移规律不同导致开裂 70

7.6.3 四川仪陇思德砌石拱坝大裂缝 71

7.6.4 带缝拱坝承载能力分析评估 75

7.6.5 加固措施 78

7.7 局部地基岩块滑动牵连坝体开裂 78

第8章 水平裂缝 82

8.1 裂面水平的水平裂缝 82

8.2 裂面倾斜向下游的水平裂缝 84

8.3 地质地形突变处的水平裂缝 87

第9章 导致坝体复杂裂缝的地下因素 89

9.1 地下洞室掘进 89

9.2 地下水压力变化 93

第10章 砌石拱坝设计 96

10.1 设计方法的产生和完善 96

10.1.1 圆筒法 96

10.1.2 固端拱（纯拱）法 97

10.1.3 拱冠梁法 97

10.1.4 拱梁分载（试载）法 98

10.2 运用拱梁分载法的注意事项 100

10.2.1 基本假定 100

10.2.2 坝体的匀质弹性问题 100

10.2.3 非匀质地基的应力—应变特性 104

10.3 有限元方法的应用 105

10.4 中小型砌石拱坝设计方法比选 106

10.5 砌石拱坝设计的常见误差 106

10.5.1 原型观测与模型试验研究 107

10.5.2 常见的计算误差部位 107

10.5.3 计算应力控制值 108

10.6 影响拱冠梁法精度的因素 110

10.6.1 地形地质不对称 110

10.6.2 拱端嵌固程度差别 110

10.7 精确方法的误差较小 111

第11章 “边砌边封”方法对坝体应力的影响 112

11.1 不设横缝整体上升（边砌边封）方法 112

11.1.1 “泊松比”的影响 112

11.1.2 施工期“温度变化”的影响 113

11.2 温度变化产生的温度应力 113

11.2.1 温度荷载的经验公式 113

11.2.2 现行规范的温度荷载计算方法 113

11.2.3 两种计算方法结果对比 114

11.3 混凝土浇块的温度应力 115

11.3.1 混凝土温度变化三阶段 115

11.3.2 混凝土浇块的温度应力 116

11.4 砌石拱坝的温度控制 116

11.4.1 20世纪80年代以前砌体的水泥用量及散热条件 116

11.4.2 20世纪80年代后的水泥用量及散热条件 117

11.5 砌石拱坝的“温控” 118

11.5.1 混凝土坝的温控经验 118

11.5.2 混凝土坝温控经验的借鉴 119

第12章 其他不当的施工方法 120

12.1 “三边”方法 120

12.1.1 龄期不足的砌体承受荷载 120

12.1.2 荷载划分改变 121

12.1.3 回弹时产生裂缝 121

12.2 用料与施工未严格遵循规范 122

12.2.1 拱坝及裂缝基本情况 122

12.2.2 混凝土加固层施工期间开裂 124

12.2.3 加厚层的位置与施工时段选择 124

12.2.4 类似的实例 125

第13章 裂缝的象征意义 127

13.1 裂缝与结构调整 127

13.2 合理拱轴 127

13.3 裂缝增量的收敛与发散 128

13.4 裂缝的“开”与“合” 128

13.5 裂缝发展缓慢 129

第14章 裂缝对砌石拱坝危害程度的定性分析 130

14.1 “Ⅰ”级——基本无害级 130

14.1.1 表面裂缝 131

14.1.2 温度裂缝 131

14.1.3 处理建议 133

14.2 “Ⅱ”级——有害级 133

14.2.1 上部基岩缺陷引起的上部竖直裂缝 134

14.2.2 坝体不均匀沉陷引起的上部竖直裂缝 135

14.2.3 垂直于岸坡的裂缝 136

14.2.4 冻融产生的裂缝 136

14.2.5 过深的不对称表面裂缝 136

14.2.6 处理建议 136

14.3 “Ⅲ”级——危险级 137

14.3.1 裂面水平的水平裂缝 137

14.3.2 裂缝数量与规模持续发展 139

14.3.3 坝址局部沉陷导致巨大的竖直裂缝 139

14.3.4 处理建议 140

14.4 “Ⅳ”级——高危级 140

14.4.1 与拱坝周边接近于平行的“倒梯形”裂缝（组合） 140

14.4.2 不完全的“倒梯形”裂缝（组合） 142

14.4.3 裂面倾斜向下的水平裂缝 143

14.4.4 处理建议 144

14.5 “V”级——超高危级 144

14.5.1 坝体超高危阶段的表现 145

14.5.2 处理建议 147

14.6 裂缝危害程度划分要点 147

14.7 小结 149

第15章 务实对待砌石拱坝面临的问题 150

15.1 杜绝砌石拱坝裂缝的各种努力 150

15.1.1 在优化体型过程中严格控制拉应力 151

15.1.2 采用构造措施 151

15.1.3 拉应力超强不是砌体开裂的唯一原因 152

15.2 容忍无害裂缝是智慧的 152

15.3 大幅减少砌石拱坝裂缝完全是可能的 153

第16章 水利枢纽方案的决策 155

16.1 决策过程的变迁 155

16.2 技术经济比较方法 156

16.2.1 成本与收益计算应充分考虑的因素 156

16.2.2 枢纽方案比选中的常见问题 159

16.2.3 工程实例 160

16.3 引入风险管理的决策模式 160

16.3.1 提高风险辨识的能力 161

16.3.2 采取减少风险造成损失的措施 161

第17章 砌石拱坝的工艺革新建议 163

17.1 砌石拱坝的传统工艺简述 163

17.1.1 石料开采及加工 164

17.1.2 石料运输及砌筑 165

17.2 砌石拱坝设计与施工工艺革新建议 165

17.2.1 砌石拱坝用料与工艺 165

17.2.2 双溪渡砌石拱坝的构造与施工 167

17.3 采用大块石方案 168

17.3.1 优越性 169

17.3.2 可行性 170

17.4 有关工序设想 170

17.4.1 石料开采及运输 170

17.4.2 石料安砌 171

17.5 大块石拱坝的设计和施工 171

17.5.1 设计 171

17.5.2 砌筑技术要求 171

17.5.3 建造试验坝 172

17.6 政策 172

17.6.1 问责与奖励 173

17.6.2 有待研究解决的其他问题 173

参考文献 175

后记 179