土石坝心墙孔隙水压力成因分析

土石坝渗透变形的形式土石坝渗透变形是指土石坝在长期受水压作用下，水分渗透进入土体内部，导致土体发生变形的现象。

随着水分的渗透，土体中的饱和度增加，土体体积发生膨胀，从而引起土石坝的渗透变形。

本文将从土石坝渗透变形的机理、影响因素以及防治措施等方面进行讨论。

一、土石坝渗透变形的机理土石坝渗透变形的机理主要与土体的渗透性、土体饱和度以及渗透压力等因素有关。

首先，土体的渗透性是影响渗透变形的关键因素之一。

渗透性较大的土体，水分更容易从坝体表面渗透至内部，导致土体饱和度增加，从而引起渗透变形。

其次，土体的饱和度也是影响渗透变形的重要因素。

当土体饱和度增加时，土体体积膨胀，造成土石坝的变形。

此外，渗透压力也会引起土石坝的渗透变形。

当水分渗透进入土体内部，水分对土体施加的压力会导致土石坝的渗透变形。

二、土石坝渗透变形的影响因素土石坝渗透变形受多种因素的影响，主要包括以下几个方面。

首先，土石坝的渗透性是影响渗透变形的关键因素。

土石坝渗透性较大，水分更容易渗透至内部，从而引起渗透变形。

其次，土石坝的饱和度也会影响渗透变形的程度。

当土体饱和度增加时，土石坝的渗透变形也会加剧。

此外，土石坝所受的渗透压力也是影响渗透变形的重要因素。

当渗透压力增大时，土石坝的渗透变形也会增加。

此外，土石坝的固结度和孔隙水压力等因素也会影响土石坝的渗透变形。

三、土石坝渗透变形的防治措施为了减少土石坝的渗透变形，可以采取以下几种防治措施。

首先，提高土石坝的渗透性。

可以通过改变土体的颗粒组成、调节土体的孔隙度以及加入渗透性较好的材料等方式，提高土石坝的渗透性，减少渗透变形的发生。

其次，控制土石坝的饱和度。

可以通过加强排水系统的设置，及时将土石坝内部的水分排出，控制土石坝的饱和度，减少渗透变形的发生。

此外，加强土石坝的监测也是重要的防治措施之一。

通过安装监测设备，对土石坝的渗透变形进行实时监测，及时采取相应的措施，有效预防和控制渗透变形的发生。

土石坝事故原因的简要分析作者：豆鹏飞来源：《知识力量·教育理论与教学研究》2013年第08期[摘要]土石坝是应用最广泛的坝型，也是发展最快的坝型，因此对土石坝有关知识的掌握很重要。

由于土石坝的筑坝材料等因素造成土石坝有一系列的缺点，使土石坝在溃坝事故中占有极大比例，因此对土石坝事故的了解也是必要的。

[关键词]土石坝简介事故原因分析土石坝是由当地土料、石料或土石混合料填筑而成的坝，又称当地材料坝。

土石坝是历史最为悠久、应用最为广泛的一种坝型，在我国广泛用作水库的拦河坝及江河湖海的防护堤。

在我国建设的8.6万座大坝中，90%以上是土石坝。

随着土力学、土工试验及大型土石方施工机械、岩土理论、计算技术的发展，土石坝得到进一步扩大，成为当今世界坝工建设中发展最快的一种坝型。

一. 土石坝简介（一）土石坝的特点。

1.土石坝之所以得到如此广泛的应用和迅速发展，与其自身优势性密不可分：（1）土石坝的主要建筑材料的、是土石料，可以就地取材，筑坝材料来源直接、方便；（2）土石坝适应地基变形的能力较强，在各种坝型中，对地基要求最低；（3）构造简单，施工容易掌握，工作可靠，使用年限也比较长；（4）运用管理和维修加高均较方便；（5）在交通不便、而当地又有足够土石料的山区，土石坝往往是一种经济的坝型。

2.土石坝应用中的特点、缺陷（1）土石料是透水的，在水库蓄水后水的压力及各种荷载下，坝体和坝基将产生渗流。

在渗流影响下，易产生渗透变形。

渗流也会使浸润线下土体的有效重量降低，内摩擦力和黏聚力减小。

这些对坝体稳定很不利。

（2）在上下游水面附近及其变动区内，坝坡将会受到冲蚀和淘刷，以致产生局部失稳。

以外，雨水的冲刷也可能降低坝体的稳定性。

（3）在坝体自重和各种荷载作用下，坝体会产生不同程度的变形（沉降），过大的不均匀沉陷会导致坝体开裂或使防渗体结构遭到破坏。

此外，土石坝极易因气温骤变而产生不利的影响，动物（如白蚁）在坝身内筑造洞穴而形成集中渗透通道，地震区的坝体会在地震力作用下产生裂缝和坍滑。

土石坝的地基处理与裂缝成因及控制土石坝是利用当地土料、砂砾、卵砾石渣、石料等建筑而成。

按施工方法不同可以分为碾压式土石坝、水中填土石坝和水力冲填坝，现代土石坝多由碾压而成。

按筑坝材料、坝内的配置又可分为均质土坝、分区坝和人工防渗材料坝。

土石坝设计的总体要求是，大坝在正常和非正常工作条件的荷载组合条件下，必须保证完成它能长期安全运用和充分发挥经济效益，满足稳定变形、渗流以及规定的超高等要求。

因此，对土石坝的地基处理与裂缝控制不容忽视。

1土石坝的地基处理土石坝的底面积大，坝基应力较小，坝体具有一定的适应变形的能力，坝体断面分区和材料的选择也具有灵活性。

因此，土石坝对天然地基在强度和变形方面的要求以及处理措施、应达到的标准等，均可比混凝土坝相对较低，但防渗要求上则与混凝土坝基本相同。

土石坝对不同的地基有不同的处理方法，着重对土石坝地基处理与软土地基处理的方法作以介绍。

1.1砂卵石地基处理许多土石坝建在砂卵石地基上，对于砂卵石地基的处理主要是解决渗流控制问题。

处理的主要措施有垂直防渗措施、水平防渗措施和下游排水设施及盖垂等，垂直防渗措施可有效地截断坝基渗流，在技术条件许可且较经济合理时，应优先采用。

1.1.1垂直防渗设施。

垂直防渗设施包括黏性土截水槽、混凝土防渗墙和灌浆帷幕等(1)黏性土截水槽。

当坝基砂砾石层深度不大时，可开挖深槽直达不透水层或基岩，槽内回填黏性土，与坝内防渗体连称之为截水槽。

它结构简单、工作可靠、防渗效果好、应用较广，适用于砂砾石层深度在15m以内，最大深度一般不超过20m截水槽底宽根据回填土的容许渗透坡降及施工条件而定。

为防止截水墙与基岩间可能出现的集中渗流常在基岩上设置混凝土齿墙或垫座, 必要时还需要进行灌浆(2)混凝土防渗墙。

当坝基砂砾石层较深时，采用混凝土防渗墙是经济而又有效的防渗措施。

施工时用冲击钻分段在土层中造成圆孔或槽形孔，以泥浆固壁，然后在槽孔内浇筑混凝土，最后连成整体，形成混凝土防渗墙。

土石坝渗透变形的形式土石坝渗透变形是指土石坝内部水分通过坝体渗透，导致土石坝的形状和结构发生变化的现象。

这种渗透变形是土石坝安全隐患的重要来源之一。

下面将从土石坝渗透的原因、渗透变形的表现以及预防和控制措施等方面进行阐述。

土石坝渗透的原因主要有两个方面：一是坝体渗透。

土石坝由于自身的孔隙和裂缝，水分会通过坝体的渗透而进入坝内。

二是坝基渗透。

土石坝的坝基与地基之间也存在着渗透通道，地下水会通过这些通道渗透到坝体内部。

这两种渗透现象的叠加使得土石坝内部的水分逐渐增加，从而引发渗透变形。

土石坝渗透变形的表现有多种形式：一是坝体的水分含量增加。

随着渗透的发生，土石坝内部的水分含量逐渐增加，超过了土石坝的承载能力，导致坝体的变形和破坏。

二是坝体的变形。

由于水分的渗透，土石坝的内部结构发生变化，坝体的形状也会发生变形，表现为坝体的下沉、倾斜或者侧向位移等。

三是坝体的开裂。

由于渗透引起的坝体变形，会导致土石坝表面的开裂，这些开裂不仅会进一步增加水分的渗透，还会影响坝体的稳定性。

为了预防和控制土石坝渗透变形，需要采取一系列的措施：一是建立良好的排水系统。

通过设置排水管道和渗流控制带等设施，可以有效地控制坝体内的水分渗透，减少渗透对坝体的影响。

二是加强坝体的抗渗能力。

可以采用防渗墙、加固坝体等方式，提高土石坝的抗渗能力，减少渗透引起的变形。

三是加强坝基的处理。

通过对坝基进行改造和加固，减少地下水对坝体的渗透，从根本上解决土石坝渗透变形的问题。

总的来说，土石坝渗透变形是一种常见且严重的问题，对土石坝的安全稳定性造成了威胁。

为了预防和控制渗透变形，需要采取一系列的措施，包括建立排水系统、加强坝体的抗渗能力和处理坝基等。

只有通过这些措施的有效组合，才能保证土石坝的安全稳定运行，为人们的生命财产安全提供保障。

土石坝渗漏裂缝成因分析杨东晖单位：水工1103邮编：475004摘要：土石坝裂缝问题是工程领域长期关心和不断进行研究的重要课题，也是现实土石坝工程安全运行的重要内容，探讨土石坝危害性裂缝的产生原因，从而实现根据不同原因进行裂缝的防治与维修，具有较为重要的意义。

关键词：土石坝、渗漏、裂缝、处理措施、分析引言土石坝是堤坝施工中最为广泛的一种。

与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计世界土石坝占大坝总数的82．9%，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93%，，堤坝的安全、稳定直接影响着农业生产发展、城镇居民生活、生产用水，工矿企业生产用电的可靠性。

而坝体渗漏和裂缝又是工程中常见的问题，有效的预防坝体的渗漏和裂缝的产生，是水工行业所有从业者应该重视的课题。

1堤坝的渗漏渗漏通常是指水体向围护区，以外渗流而产生水量漏失的现象。

如其渗漏量较大，将显著降低蓄水效益；降低软弱结构面强度，使某些岩土或断裂带充填物产生渗透变形；造成相邻低谷、洼地或坝基扬压力增加；下游地下水位抬升、建筑物地基浸没、失稳；引起坝肩、坝体滑动等环境地质问题，造成下游农田浸没和盐渍化等，但由于这种渗漏现象通常是徐变渐进的，一般不会立即造成堤防溃决、垮坝等灾难性后果。

渗漏的主要表现形式为：1.1坝基渗漏通常是指水体沿坝基和坝肩透水岩土带渗流而发生漏失水量的现象。

由于土石坝对地基强度的要求不高，因此基础的防渗处理好坏直接关系到土石坝的运行安全。

建设时由于经费或其它种种原因对地质情况未予探明或探知后未得到妥善处理，结果在运行多年后，隐患逐步暴露并造成坝基、坝肩严重漏水。

1.2坝体渗漏主要是指水体透过坝身渗流而造成水量流失的现象，由于土质堤坝是由土料构筑的，而土料具有一定程度的透水性，在持续高水位下，如果填筑的土料选择不当或夯压不实，渗透到坝体内部的水分即会相应增加，浸润线和出逸点也会明显抬高，如不及时处理，就可能发生滑坡、漏洞、塌坑等，因而对土质堤坝的安全和稳定危害很大，其演变过程通常是从润湿散浸集中渗漏流土、管涌溃决。

土石坝水力劈裂的发生机理及处理办法作者：杨森来源：《科技经济市场》2015年第04期摘要：土石坝心墙在施工、使用过程中，由于各种原因会在心墙表面形成初始裂缝，在土石坝蓄水期时，由于水头快速升高，心墙表面水压力急剧增加，会促使心墙表面存在的初始裂隙扩展，从而引起心墙破坏，这种现象称为水力劈裂。

土石坝水力劈裂发生需具备两个条件，一是心墙存在初始裂隙，二是水压力的急剧升高。

水位的急剧上升将在心墙表面裂隙形成较高的水力坡降，促使裂隙的发展，从而形成水力劈裂。

控制裂隙在高水力坡降作用下的扩展是防止水力劈裂的有效措施；劈裂灌浆在心墙轴线形成防渗帷幕，可有效控制裂隙的发展。

关键词：土石坝；水力劈裂；劈裂灌浆；水力坡降0 引言从20世纪末开始，我国进入了水利水电建设的黄金时期，一大批处于高水头、大埋深等恶劣水文地质条件下的高坝、深埋隧洞相继开工建设，在水坝工程中土石坝的建设数量一直居于首位。

对于水头不高的中型和小型土石坝，实际工程过程中积累了丰富的经验，设计理论发展也较快。

但对于大型的高水头土石坝，由于问题的复杂性，很多关键技术并没有得到很好地解决，工程经验缺乏理论支持，其中水力劈裂就是亟待解决的问题之一。

1 水力劈裂发生的机理及影响因素（1）水力劈裂的发生机理有前面分析可知，土石坝水力劈裂发生需具备两个条件，一是心墙存在初始裂隙，二是水压力的急剧升高。

心墙的初始裂隙是客观存在的，因为无论是施工过程还是施工完成使用过程，都会对心墙产生各种作用，而这些作用会促使裂隙的存在。

由于心墙高度较大，施工中必须使用分成碾压的方式，各个碾压层之间以及同一碾压层的不同施工段都会由于共工作成而形成裂隙；土石坝在施工完成以后，由于温度湿度的作用，也促使心墙产生裂隙，同时由于心墙材料属于弹塑性材料，在施工完成后，土石坝中各种材料，由于固结、蠕变、松弛等等引起应力重分布，应力重分布也会促使裂隙的产生；土石坝中坝壳料与心墙采用的是不同材料，坝壳料通常采用透水性较强的碎石料，心墙主要作用是防渗，通常会采用渗透系数较低的粘土，而碎石土和粘性土的模量差别较大，在土石坝使用期间，心墙的变形将会大于坝壳料的变形，也即坝壳料会对心墙有一个向上的拉力，而这个拉力也将使心墙产生裂隙，这种坝壳料与心墙的相互作用成为"拱效应"，土石坝坝体越高，"拱效应"就越明显，就越容易发生水力劈裂。

空隙水压力-回复什么是空隙水压力？空隙水压力是指地下水在地下裂隙、岩层孔隙、土壤颗粒间等空隙中产生的压力。

它是地下水系统中的一个重要参数，对地下水的流动、水位的变化以及地下工程建设等都起着重要的影响。

本文将从空隙水压力的形成原因、测量方法以及变化对地下水系统的影响等方面进行详细的阐述。

首先，空隙水压力的形成原因主要包括地下水自重压力、渗透压力和单位重力压力。

地下水自重压力是指地下水由于重力的作用而形成的压力。

当地下水位上升时，地下水自重压力会增大；而当地下水位下降时，地下水自重压力会减小。

渗透压力是指地下水通过地下裂隙、岩层孔隙等空隙的渗透和扩散造成的压力。

单位重力压力是指地下水因受到地下水位差和地下裂隙、岩层孔隙等空隙的限制而发生的压力。

对于空隙水压力的测量，常用的方法有压力计法、阿奇阳压棒法和孔隙水位计法等。

其中，压力计法是指利用测压仪器直接测量空隙中水的压力，这种方法通常用于测量较小的空隙。

阿奇阳压棒法是指利用阿奇阳压棒来测量水压力，该方法适用于测量较大的空隙。

孔隙水位计法是指利用水位计测量孔隙水位来间接推算出空隙水压力，这种方法通常用于较深的井孔或较长的管道。

空隙水压力对地下水系统的影响主要体现在以下几个方面。

首先，空隙水压力的变化会引起地下水位的升降，从而影响地下水的流动。

当空隙水压力增大时，地下水位会上升，增加地下水的流量；而当空隙水压力减小时，地下水位会下降，减少地下水的流量。

其次，空隙水压力的变化还会导致地下水位的高差，从而引起地下水的渗漏或渗流。

当地下水位差较大时，地下水会从高压区向低压区渗漏或渗流，增加地下水的涌出量和渗流量。

另外，空隙水压力的变化还会对地下工程建设产生重要影响。

建筑物的地基、隧道的围岩、地下管道的稳定性等都与空隙水压力的变化密切相关，因此需要在工程设计和施工过程中合理考虑空隙水压力的影响。

综上所述，空隙水压力是地下水系统中的一个重要参数，它对地下水的流动、水位的变化以及地下工程建设等都起着重要的作用。

结合工程实例对土石坝裂缝的成因及处理措施进行分析摘要：针对小型病险水库除险加固设计中常见的土石坝裂缝进行分析，介绍了土石坝裂缝的特征、成因，结合工程实例阐述了土石坝裂缝的常用处理措施，以供类似工程参考与借鉴。

关键词：小型病险水库；土石坝；裂缝；成因；处理措施一工程概况四清水库位于富民县大营镇束刻中村，所在河流属螳螂川支流大营河二级支流，地理坐标为东经102°36′54.8″，北纬25°15′15.5″。

坝址以上径流面积为1.3km2，主河道长1.34km，河床平均坡降60.1‰。

四清水库始建于1965年10月，水库总库容13.00万m3，属小（二）型水库，水库效益以灌溉为主兼顾下游防洪。

大坝坝型为均质土坝，最大坝高7.0m，坝顶高程1929.20m，坝顶宽度3.0m，坝轴线长295.0m。

设计人员在现场踏勘过程中发现，大坝坝顶有裂缝，裂缝走向与坝轴线基本平行，由大坝中部向两坝肩延伸。

经水库管理人员介绍，查明裂缝出现时间约为2011年11月，经过两个多月的时间慢慢发展成型，后期裂缝不再扩大，基本保持现状。

裂缝出现后对坝体基本没有影响，坝体没有出现过滑坡等现象。

随后勘测人员在坝轴线上人工开挖了3个探槽（先在坝顶对着裂缝灌注石灰水，然后进行开挖），对坝顶裂缝宽度及深度进行测量。

探槽1：长×宽×深=2.0m×0.8m×1.9m，探槽2：长×宽×深=1.5m×0.6m×0.9m，探槽3：长×宽×深=2.0m×0.6m×1.5m。

通过现场测量分析，大坝裂缝宽度约1～3cm，影响张力范围约50cm，深度约 1.0～2.0m，长约290m。

接下来对裂缝的特征及成因进行分析，以便采取相应的处理措施。

二大坝裂缝的特征及其成因分析（一）一般土石坝裂缝类型1、干缩和冻融裂缝干缩裂缝是由于土体表面水分蒸发而收缩，而土体内部不收缩(或收缩很小)，使表层土受到约束，产生拉应力而形成裂缝。