土木工程专业英语翻译(段兵延)：第十课

第十课 大坝

大坝是横跨小溪，河流或河口用于蓄水的建筑。他的目的是为了提供人类用水，灌溉和工业用水；削减洪峰，增加蓄水发电能力；或者增加河道深度以有利于航运。还有一个附带效果就是能提供游乐的湖泊。

大坝的一些辅助功能包括溢洪道，水闸，或利用阀门控制从大坝中排出过剩的水到下游；吸水结构引水到发电站或运河，隧道，或渠道用于更远距离的使用。供应从蓄水池中抽出泥沙；同时还要允许轮船和鱼类通过大坝。大坝因此在控制蓄水目标体系中成了中心建筑。在不发达国家中大坝更具特殊重要性，在一个小国家可以从一个简单的大坝中获得巨大的农业和工业利益。

大坝从外形和建筑材料可以分成几个不同的等级，建哪一类型的大坝的结论很大程度要根据山谷的基础条件和可以使用的建筑材料。基本的所选的材料是混泥土，泥和碎石。大部分大坝在过去建设中采用有接缝的石木术，但是这种做法已完全被废弃了。混泥土大坝的整体形式在侧面上有很多类。根据水压程度利用结构自重或采用横跨山谷由俩边峡谷支撑的水平横拱来抵抗侧向位移。

大坝设计的基本问题 大部分被分为两个基本类型：masony和embankment，M坝是用来在峡谷的峡谷中横跨河流，如在群山中这类坝可能非常高，但所需的总体材料受到限制。E坝用于宽的河流上建一座大坝需要足够多的材料。选择M或E坝和精确地设计都可依靠这一位置的地质情况和构造，大坝的基础和成本因素。

地质的研究和试验，坝址研究包括沉降试验和地层的钻孔测试。用竖井和坑道补充钻孔试验，因为它们的成本必须尽可能地节约。

在竖井的坑道试验中可以测出强度，弹力，渗透系数和地层的压力分布，还必须重视那些更结实的基础中的薄的分离或间隔地区的特性。存在的地下水对大坝的建筑材料的有害的化学溶解必须评定。建筑原料需要试验。如果连续增加高度，基础条件的研究也越来越重要。

模型试验在大坝的结构抗震和水力设计中扮演一个主要角色。结构模型在分析拱形大坝和检验分析压力计算有特殊的用途。各种材料都将被用于模型试验中，在Hoover大坝的一些早期试验，常利用橡胶，这需要在复杂模型中准确复制应力样本，模型要符合使用低弹型材料。

从主观上来看，大坝模型本身就是未来的设计，说明了建成模型用来记录在荷载下的活动，建筑材料所受的拉力，温度和压力改变和基本安装的其他因素，在研究成果下，结构可能出现的，但是它们的价值在于证实了设计的假设，这是重要的。数字电脑已

经允许考虑高级的分析方法设计，它
处理大量的数据和解答多组包含许多变量的联立方程的能力使得有限元分析是可行的。用这种方法，一个复杂结构被分为许多单独的平衡条件，而且所有拉力都具有兼容性，这样可以对整个结构的压力的分布进行完整地分析。

材料问题大坝的两种基本材料：混凝土和泥域填石在大坝的正确设计中都有一个弱点需要被克服。

混凝土的弱点，混凝土的弱点在于抗拉强度，因为它很容易被拉裂，混凝土大坝因此要被设计承受最小拉应力和利用混凝土大的压应力或尽可能地承受垂直荷载。由于晶体结构对水的吸收，水在空气中的蒸发和从水泥水化过程中产生的高温冷却，混凝土的主要成分---水泥，在凝固和硬化时要收缩。因为大量混凝土用于大坝上，收缩而出现严重裂缝的危险。

大量便利的方法被用于解决这个问题，混凝土常被分层限厚浇筑，裂口被用来散发热量而被最后浇筑。低热水泥也被使用。还有混合特殊添加剂而使散热变得迟缓。在大坝内部混凝土中的水泥要做到安全而量少。也就是能满足强度，其次能抵抗气候和化学侵蚀。能满足用于大石块中的水泥可以减少用量。另外一个好的办法是用级配好的材料，如粉煤灰（研磨后的燃料）作为填料可以减少混凝土的水泥用量。另外就是使用增加添加剂。表面活性剂和加气剂都被允许用于低水灰比的混凝土，用冰代替水的技巧增加了冷却速度。////混合或用循环水通过埋入混凝土中的导管 而用利用直空抽出其表面过剩的水。

土和岩块的弱点。土和岩块不具备混凝土的强度，可渗透性大，抗流水损坏和干扰的能力差，这些缺点可以由低成本和能用合适填入在大坝基础因运动毁坏的地方。假如能得到足够的土用于坝址的合拢在光山区域，它可能比堤坝更需要采石场的岩石和构造岩石。土填当然是最经济的，也常适合用于借土合拢坝址。

土由固体物质，水和空气构成，土受荷而压缩，如出现在大坝建筑，排出水和空气导致增加固体物质间的压力，当有很高的渗透比时，土趋向于产生不同的压力和达到临界状态，这时它的状态如同液体。如果达不到这个条件，通常它的结构会变弱，而且逐步进行计算结构。

地震问题。大部分大坝都建在世界上地震活动地带，包括日本，美国西部，新西兰，喜马拉雅山和中东，在1968年，在HonShu的ToKachi大地震中毁坏了93座大坝，在日本主岛，所有的堤坝高度都相对较小。

尽管针对地震活动分布，强地震运动的量测水坝对这种运动的反应做了大量工作，水坝的地震设计依然

不够精确，强的地质运动特征给坝址带来不少预料性。而且不完善的弹力分析
和不严格的衰减分析使所有类型的大坝都具有一些自由度，不过，电脑计算和模型试验都得到了相当大的发展，现在还可以计算大坝在任何地质运动下的反应。在Tang-e Sdegman大坝和南非的HendriK Verwoerd大坝上使用过，也可以从理论估计中预先考虑地质活动对堤坝的影响。