筑壩土料之水利工程特性研究

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1、筑壩土料之水利工程特性研究第一章文獻(xiàn)綜述1.1研究背景新中國成立至今已有六十余年的歷史，經(jīng)過這六十余年的發(fā)展，中國在政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化等各方面都已經(jīng)取得了翻天覆地的歷史性變化，特別是改革開放后，國民生產(chǎn)總值從1978年的3645.2億元增長到了2008年的30.067萬億元，增長了八十多倍，綜合國力躍居世界第三位，人民生活水平不斷改善和提高，人均國民收入已跨入了中等發(fā)達(dá)國家水平。不過也應(yīng)當(dāng)看到，由于我國人口多，底子薄，在經(jīng)濟(jì)、科技、文化的發(fā)展程度上與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距，城鄉(xiāng)二元經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的矛盾在日益加劇，東西差距也有擴(kuò)大的趨勢。為了改變中國這種

2、不協(xié)調(diào)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，黨中央在本世紀(jì)之初提出了西部大開發(fā)戰(zhàn)略，西部大開發(fā)是擴(kuò)大國內(nèi)有效需求，實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長的重要途徑和戰(zhàn)略舉措，根本目的是要改變目前中國社會經(jīng)濟(jì)上的二元結(jié)構(gòu)，縮小城鄉(xiāng)差距，東西差別，建立和諧中國社會，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略中，水電開發(fā)是其中的重要組成部分，我國西部地區(qū)地勢高差較大，蘊(yùn)藏有大量的水利水能資源，而且具有極大的開發(fā)潛力，我國水能資源居世界首位，其中大部分集中在四川、貴州、云南、廣西、甘肅和青海等西部省區(qū)，水能資源總量占全國水能資源的70%以上。但由于受資金和市場等條件的制約，我國水能資源的開發(fā)利用率還不高

3、，特別是西部地區(qū)潛力巨大。隨著三峽水利水電工程的建成，我國水能資源開發(fā)量有了大幅提升，截至2008年底，中國水電總裝機(jī)容量雖已達(dá)到1.72億千瓦，已成為世界上最大的水力發(fā)電國家，但我國水能資源理論蘊(yùn)藏量為6.76億千瓦，其中可開發(fā)量3.78億千瓦，目前已開發(fā)量只占全部可開發(fā)裝機(jī)總?cè)萘康?5%左右，還有許多開發(fā)條件很好的水電資源需盡快開發(fā)。水電是可再生的清潔能源，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家大都把水電發(fā)展放在能源開發(fā)的優(yōu)先位置，我國目前還有55%的水電資源可以開發(fā)利用，同時(shí)東部發(fā)達(dá)地區(qū)工業(yè)發(fā)展較快，電力資源短缺，有極大的需求市場，水電資源這種對環(huán)境無污染的天然可再生能源具

4、有廣闊的市場前景，應(yīng)當(dāng)及時(shí)充分利用，因而國家提出了優(yōu)先發(fā)展水電能源建設(shè)的戰(zhàn)略舉措。作為一名水利水電科學(xué)研究工，應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)，為祖國的水利水電事業(yè)貢獻(xiàn)力所能及的力量。1.2研究目的和意義水利水電工程建設(shè)中，土是運(yùn)用最多的建筑材料，同時(shí)也是工程建筑物不可回避的地質(zhì)環(huán)境，可以說，土是大自然賜予人類最好的天然禮物。水利水電工程中的擋水建筑物─大壩，絕大多數(shù)是由各種土料堆積碾壓而成的，在水泥發(fā)明以前，可以說土是大壩建設(shè)唯一的建筑材料，即便是混凝土壩也會用到大量的粗顆粒砂石料作為混凝土骨料。巖石出露地表，在物理、化學(xué)、生物等單因素或多因素的共同作用下，形成了性質(zhì)各異

5、的眾多土類，不同類型的土?xí)嬖谄湎鄳?yīng)的工程特性，不同的工程建筑物中，對土的性質(zhì)的利用也會不同。為了更加全面深入的認(rèn)識不同天然土的水利工程性質(zhì)，使土這種天然建筑材料在工程建設(shè)中充分發(fā)揮其不同特性，對水利工程建設(shè)用土進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究是一項(xiàng)認(rèn)識和改造自然的基礎(chǔ)課題。土的研究屬于巖土工程研究范疇，我國巖土工程科學(xué)在世界上起步較晚，許多研究還不很成熟，而在水利水電巖土工程中的用土，除了承受普通的垂向荷載外，常常還會承受水的水平荷載或動荷載，因此對土的要求更高。建國初期，由于對土的水利水電工程性質(zhì)認(rèn)識不夠全面和深入，所建大壩存在許多設(shè)計(jì)和施工問題，有60％左右的中

6、小型土石壩處于病險(xiǎn)狀態(tài)。而在目前的建壩過程中，雖考慮到大壩作用的重要性和特殊性，但設(shè)計(jì)又過度保守，存在極大的浪費(fèi)現(xiàn)象，這給國家和人民造成了不應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和損失，加快巖土工程的研究步伐，提高對筑壩土料水利水電工程性質(zhì)的認(rèn)識，建設(shè)既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理的水利水電工程，為國家節(jié)約資金，加快社會發(fā)展是水利水電工、巖土工肩負(fù)的歷史使命。開展筑壩土料的水利水電工程性質(zhì)的深入研究不僅可以豐富水利水電工程、巖土工程科學(xué)的學(xué)科理論，而且可以直接減輕國家在基礎(chǔ)建設(shè)上的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因而具有十分重要的理論指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義。1.3研究歷史與現(xiàn)狀1.3.1研究歷史筑壩土料的水

7、利工程性質(zhì)研究是巖土工程科學(xué)研究發(fā)展的分支，是在巖土工程實(shí)踐與技術(shù)發(fā)展歷史長河中形成的，也必將在這個(gè)過程中發(fā)展壯大，可以說，巖土工程研究的歷史與土的水利工程性質(zhì)研究歷史是一致的。巖土工程國際著名的土力學(xué)家B.BBroms曾說過:巖土工程的歷史是非常令人激動的(高大釗2001)。巖土工程或巖土科學(xué)技術(shù)是隨著人類的出現(xiàn)與發(fā)展不斷獲得進(jìn)步的工程技術(shù)，巖土工程活動的歷史可追溯到史前時(shí)期，它是人類賴以生存和發(fā)展的必要條件，是經(jīng)過漫長的知識積累和升華的歷史過程，具有現(xiàn)代意義的巖土工程學(xué)科至今還不到一百年的發(fā)展歷史。巖土工程是一門綜合性學(xué)科，是在許多其他學(xué)科先后發(fā)展了

8、的基礎(chǔ)上逐步融合而形成的，它的形成是一個(gè)學(xué)科綜合與交叉的過程，在綜合之中又衍生出