堆石工程水力计算

关于符号及单位的说明.................................. （1）

第一章块石的性质及其使用............................... （3）

1.1引言.....................................................（3）

1.2经济性.............................................（4）

1.3石块的尺寸和级配..............................（5）

1.4岩石的种类..................................（7）

1.5块石的力学性质......................... （12）

1.6石笼................................................（17）

1.7沥青灌浆..................................................（20）

第二章堆石渗流............................................. （24）

2.1引言.................................................（24）

2.2以往的研究成果.................................（25）

2.3水头损失方程式..................................（27）

2.4逸出面的水深........................................（31）

2.5自由水面线.........................................（33）

2.6水流微分方程...........................................（36）

2.7扩散................................................ （41）

2.8波动的简单分析........................................（42）

2.9堆石中的水位降落...................................（43）

第三章堆石坝................................................（49）

3.1引言.............................................（49）

3.2水流中石块的稳定性...............................（50）

3.3水下堆筑体的形成..............................（53）

3.4渗流................................................（61）

3.5例题................................................（65）

3.6河道截流的立堵戗堤...........................（67）

3.7堆石的加强..........................................（71）

3.8堆石坝.....................................................（73）

第四章石笼挡土墙..........................................（79）

4.1引言................................................（79）

4.2水中石笼护坡的稳定性..........................（80）

4.3水平石笼在水中的稳定性.....................（84）

4.4搭叠式石笼在水中的稳定性......................（85）

4.5填土荷载........................................ （89）

4.6基础................................................（94）

4.7铁丝强度.................................................（98）

4.8例题..........................................（100）

第五章消能....................................................（105）

5.1引言................................................（105）

5.2经过跌水和梯级的能量损失..................（105）

5.3渗流中的能量损失.........................（113）

5.4成果的应用.........................................（115）

5.5阶梯式跌水的均匀流..........................（116）

5.6水跃消能.......................................（118）

5.7堰下冲刷....................................（122）

5.8例题..................................................（123）

第六章土的排水...........................................（127）

6.1与土中水分有关的问题.........................（127）

6.2地下水流.............................................（128）

6.3流网...............................................（128）

6.4无压渗流的浸润线..................................（150）

6.5堤坝内的水位下降..............................（134）

6.6管涌..............................................（141）

6.7滤层设计............................................（143）

6.8排水...............................................（148）

第七章河道稳定..........................................（158）

7.1引言................................................（158）

7.2摩擦阻力..........................................（159）

7.3河道断面形状....................................（164）

7.4块石衬砌.........................................（171）

7.5河道整治措施....................................（182）

7.6局部冲刷..........................................（190）

7.7例题................................................（195）

第八章波浪及海岸保护.................................（202）

8.1引言................................................（202）

8.2波浪理论..........................................（202）

8.3爬高................................................（210）

8.4透水性和阻力的影响............................（214）

8.5抛石尺寸..........................................（221）

8.6滤层................................................（225）

8.7防波堤设计.............................................（226）

8.8丁坝保护海岸.....................................（231）

8.9例题..................................................（233）

第九章块石的水力输送.................................（239）

9.1输送方法...........................................（239）

9.2输送力学（垂直管道）...........................（243）

9.3输送力学（水平管道）...........................（246）

9.4需要的功率.................................................（252）

9.5河渠中的输送....................................（254）

9.6例题...............................................（259）

英汉人名对照表.............................................（263）

英汉名词对照表.............................................（268）

本书阐述了堆石工程水力计算的一般理论；搜集并扼要介绍了堆石溢流和渗流以及堆石水力稳定方面的现有研究成果；介绍了这些理论在水利工程和海岸工程上的应用；还介绍了块石的水力运输理论. 本书可供水利工程和海岸工程等方面工程人员以及大专院校师生参考，也可作为有关专业研究生的教材.

堆石混凝土（Rock Filled Concrete，简称RFC），是利用自密实混凝土（SCC）的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点，在粒径较大的块石（在实际工程中可采用块石粒径在300mm以上）内随机充填自密实混凝土而形成的混凝土堆石体。它具有水泥用量少、水化温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强等优点，在迄今进行的筑坝试验中已取得了初步的成果。

堆石混凝土在大体积混凝土工程中具有广阔的应用前景，目前主要用于堆石混凝土大坝施工。自密实混凝土（Self-compacting Concrete，简称SCC），是具有高流动性、不离析均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实的混凝土。堆石混凝土是在2003年由清华大学的金峰教授和安雪晖教授首先提出，并申请了国家专利。

2012年6月7日，为贯彻落实《循环经济促进法》，推广先进技术、工艺和设备，提升循环经济发展技术支撑能力和装备水平，提高资源产出率，国家发展和改革委员会发布《国家鼓励的循环经济技术、工艺和设备名录（第一批）》，“低水泥用量堆石混凝土技术”成功入围该名录。堆石混凝土已在宝泉水库、向家坝水库、山西恒山、清峪水库、枕头坝水电站等工程得到应用。

粒径大于4.75 mm的骨料称为粗骨料，俗称石。常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75 mm的岩石颗粒。卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于4.75 mm的岩石颗粒。卵石和碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒（平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值）。建筑用卵石、碎石应满足国家标准GB/T 14685－2001《建筑用卵石、碎石》的技术要求。

粒径4.75 mm以下的骨料称为细骨料，俗称砂。砂按产源分为天然砂、人工砂两类。天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75 mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。天然砂包括河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统称。