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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