Являясь крупномасштабной искусственной плотиной, земляно-каменная плотина в основном состоит из различных примесей почвы или камней и представляет собой сложное полупластическое скопление, образующееся после уплотнения. Эти плотины имеют полупроницаемую естественную поверхность в сочетании с плотным непроницаемым ядром, что делает плотину очень устойчивой к поверхностной или просачивающейся эрозии. Этот вид плотины состоит в основном из независимых фрагментов материала, которые связаны в устойчивую массу за счет трения и взаимодействия между ними.
«Этот тип плотины, построенный из натуральных материалов, обладает хорошей прочностью сцепления и адаптируемостью, и многие инженеры выбирают его первым».
По различным материалам земляно-скальные плотины можно разделить на два типа: земляные и каменные. Земляные плотины, также известные как земляные плотины или земляные плотины, состоят в основном из уплотненного грунта, а каменные плотины состоят из гравийного наполнителя. Оба типа плотин конструктивно похожи на насыпи или холмы.
Грунтовая насыпная плотина представляет собой простую земляную насыпь, построенную на основе устойчивого к давлению грунта. Его конструкция может состоять из одного материала (однородная плотина) или состоять из разных материалов (многослойная плотина). Современные однородные плотины обычно оборудуются дренажным слоем для сбора просачивающихся вод и обеспечения устойчивости тела плотины. Одной из самых известных земляных плотин является пакистанская плотина Тарбела, крупнейшая в мире насыпная плотина, способная удерживать 2 миллиона кубических метров насыпного материала.
«Земляные плотины, построенные из местных материалов, не только экономичны, но и обеспечивают структурную устойчивость».
Каменные насыпные плотины заполнены уплотненными свободно дренируемыми частицами и имеют внутренний непроницаемый слой. Ядро плотины этого типа обычно состоит из глины или асфальтобетона, чтобы обеспечить ее непроницаемость. Эти каменные плотины не только хорошо работают во время землетрясений, но и, поскольку в них используются местные материалы, они более рентабельны, чем традиционные бетонные плотины.
Камненасыпная плотина с бетонной облицовкой (CFRD) представляет собой конструкцию каменной насыпной плотины, в которой бетонные плиты размещаются на поверхности выше по течению, что эффективно предотвращает утечку. Такая конструкция не только ускоряет строительство, но и делает его более экономически конкурентоспособным. Рост CFRD за последние несколько десятилетий произошел благодаря различным конструктивным инновациям, и сегодня в мире существует множество успешных практических примеров, таких как китайская плотина Шуйчжэнься, которая стала одной из самых высоких плотин такого типа.
"Гибкость CFRD и преимущества снижения затрат делают эту конструкцию все более популярной."
При строительстве плотин и объектов хранения воды необходимо учитывать вес днища и стенок, поскольку они должны выдерживать изменяющееся давление воды. При проектировании дренажа и водосбросов большое значение имеет предотвращение разрушения плотин. Эффективный мониторинг просачивания и регулярные проверки являются важными факторами защиты устойчивости этих земляно-каменных плотин.
"Небольшой перелив может разрушить устойчивость плотины всего за несколько часов."
Выбор натуральных материалов для строительства земляно-каменных плотин не только учитывает экономическую выгоду и устойчивость источников ресурсов, но также широко популярен из-за их структурной стабильности и сейсмостойкости. Какие прорывы произойдут в будущем с развитием науки и техники в строительстве плотин такого типа?