大規模な人工ダムである土岩ダムは、主にさまざまな土壌または岩石の不純物で構成され、圧縮後に形成される複雑な半塑性堆積物です。これらのダムは、半透水性の自然表面と高密度で不透水性のコアを組み合わせており、表面侵食や浸透侵食に対して非常に耐性があります。この種のダムは主に材料の独立した断片で構成されており、それらの断片はそれらの間の摩擦と相互作用によって安定した塊に結合されます。
「天然素材で作られたこの種のダムは、優れた接着強度と適応性を備えており、多くのエンジニアが第一に選択しています。」
さまざまな材料に応じて、土岩ダムはアースダムと石ダムの 2 つのタイプに分類できます。アースダムまたは土ダムとも呼ばれる土のダムは主に圧縮された土壌で構成され、石のダムは砂利の充填材料で構成されます。どちらのタイプのダムも構造的には堤防や丘に似ています。
ソイルフィルダムは耐圧土を基材として築造される簡易土堤です。その設計は、単一の材料(均質ダム)で行うことも、異なる材料で構成することもできます(層状ダム)。現代の均質ダムには通常、浸透水を集めてダム本体の安定性を確保するための排水層が装備されています。最も有名なアース ダムの 1 つはパキスタンのタルベラ ダムです。これは世界最大のアースフィル ダムで、200 万立方メートルの盛土材を貯留することができます。
「地元の材料で建設されたアースダムは経済的であるだけでなく、構造の安定性も確保します。」
ストーン フィル ダムには、圧縮された自由排水粒子が充填されており、内部に不透水層があります。このタイプのダムのコアは通常、不透水性を確保するために粘土またはアスファルトコンクリートで構成されています。これらのストーンフィルダムは地震時に優れた性能を発揮するだけでなく、地元の材料を使用しているため、従来のコンクリートダムよりも費用対効果が高くなります。
コンクリート フェイスド ロック フィル ダム (CFRD) は、上流側のフェイスにコンクリート スラブを配置して漏水を効果的に防止するストーン フィル ダムの設計です。この設計により、建設が迅速化されるだけでなく、経済的な競争力も高まります。過去数十年間の CFRD の台頭は、さまざまな設計革新によってもたらされており、今日では、このタイプのダムとしては最も高いダムの 1 つとなった中国の水鎮峡ダムなど、世界中で多くの成功事例が存在しています。
「CFRD の柔軟性とコスト削減の利点により、この設計はますます人気が高まっています。」
ダムや貯水プロジェクトを建設する場合、水圧の変化に耐える必要があるため、底部と側面の重量を考慮する必要があります。浸透排水や放水路を設計する際には、ダムの決壊を防ぐことが非常に重要です。効果的な浸透監視と定期検査は、これらの土岩ダムの安定性を保護する上で重要な要素です。
「小規模な越流がわずか数時間でダムの安定性を破壊する可能性があります。」
土岩ダムを建設するための天然素材の選択は、経済的利益と資源源の持続可能性を考慮するだけでなく、構造の安定性と耐震性の点でも広く支持されています。今後、科学技術の進歩により、このようなダムの建設にはどのようなブレークスルーが生まれるのでしょうか?