地质力学模型材料试验研究

国内某大型高拱坝工程的地质力学模型材料研究，根据原型材料的材料力学参数，依据相似原理，求得模型的力学参数，配制满足相似条件的模型材料，进行材料的力学特性试验。通过试验，获得了各类岩体的变形模量，从而为进行地质力学模型试验，研究大坝与地基的稳定安全问题奠定了基础。本次试验成果满足精度要求。     

地质力学模型试验中变温相似材料的应用与温度影响行为分析

模型材料的研究是地质力学模型试验中的关键问题。结合溪洛渡水电站高拱坝坝肩稳定三维地质力学模型,运用强度储备与超载相结合的综合法试验,研究了变温相似材料在地质力学模型试验中的应用。考虑到试验降强过程中产生的温度附加效应,运用有限元数值分析方法进行了温度影响行为分析。结果显示:一定温度范围内,在地质力学模型试验中采用变温相似材料,实现了材料的强度降低,伴随降强过程产生的温度附加效应属于正常试验误差范围,试验结果可靠;试验获得了溪洛渡水电站坝肩综合稳定安全度及坝肩破坏形态,并提出了工程处理措施建议。     

地质力学模型试验技术研究及工程应用

 针对在地质力学模型试验研究过程中存在的岩体材料相似模拟以及结构面相对位移测试问题,首先开展了不同性能岩体变形特性的相似模拟研究,试验结果确定了配制岩体模型材料的成分及其制备方法,得到了水泥、石蜡和机油是影响高、中、低性能岩体模型材料变形特性的控制性因素,提出了不同变模岩体材料采用不同尺寸的模型小块体进行精细化模拟。同时,采用应变测试技术,研制了用于获取结构面相对位移的测试仪器,测试时,用应变仪记录不同加载条件下相应测点的应变变化过程,再由埋设之前标定得到了位移和应变系数,即可得出位移变化过程。上述研究成果在小湾拱坝模型试验中的应用表明,所制备的模型材料以及结构面相对位移测试技术是满足模型试验要求的。     

拱坝枢纽整体抗滑稳定的地质力学模型试验研究

拱坝坝肩稳定是目前高拱坝设计中的一个重要而复杂的问题。近年来发展起来的地质力学模型试验是研究拱坝坝肩岩体稳定的有效途径。本文介绍了国内某大型重力拱坝枢纽整体抗滑稳定三维小块体地质力学模型试验研究实例,其中包括试验的特点、模型设计问题以及部分试验成果,分析了拱坝及进行处理后的两岸坝肩山体在水位超载条件下的安全度及其破坏机理。     

锦屏一级高拱坝整体稳定分析与评价

介绍了锦屏一级高拱坝针对复杂地基的系统加固处理方案,并结合三维非线性有限元数值仿真分析和超载地质力学模型试验,分析了高拱坝的坝基变形、基础的破坏特征、点安全度及整体稳定性;考虑坝基岩体高应力和高渗压作用下,试验研究了软弱结构面可能的降强幅度,并通过综合法地质力学模型试验,揭示了大坝与基础破坏的另一种模式。综合三维数值计算和地质力学模型试验研究成果,依据评判准则,锦屏一级高拱坝整体稳定安全度较高,可满足设计要求。     

地质力学模型试验中不同类型岩体的相似模拟研究

本文的试验研究以相似原理为依据,以几何和力学条件相似为必要条件,获得满足模拟要求的模型材料配合比。通过试配比制块,采用单向压缩试验测得试件变形模量再核算调整配合比,经进行多次调整后得到满足相似要求的模型岩体材料的变形模量,从而达到解决地质力学模型试验岩体材料相似模拟研究目的,实现工程不同地段岩体材料的模拟,为地质力学模型试验研究提供基础资料和试验依据。     

地质力学模型材料试验研究

地质力学模型试验技术是用来研究坝基、高边坡及地下洞室的稳定安全度、破坏形态与加固工程措施的一项新技术。 适合作地质力学模型试验的材料,必须具有容重大、强度低、性能稳定等特点,因此,模型材料的研究是地质力学模型试验必须首先解决的关键问题。 本文在1978年材料研究的基础上,参考意大利结构和模型试验研究所资料,改进原来的浇铸成型为压模成型,较全面地研究了用无水石膏为胶凝剂的模型材料的力学变形性能,包括单轴和三维应力条件下的各种参数。同时,还对意大利结构及模型试验研究所目前应用的模型材料,进行了验证性试验。 本文总结一年以来的研究成果,这些成果都是有规律性的、有的曾经反复地验证过。希望这些成果,能够对当前我国的地质力学模型试验起到一定的作用。     

杨房沟水电站拱坝-基础整体地质力学模型试验研究

随着试验技术的发展,地质力学模型试验已成为研究高拱坝整体稳定性和安全度的重要方法。依据相似理论,按照1∶200比例建立杨房沟水电站整体三维地质力学模型,模拟拱坝-基础及两岸主要的断层、节理裂隙及风化卸荷等地质条件,采用水压超载法进行破坏试验研究,分析拱坝、基础及两岸坝肩抗力体的应力、变形和稳定安全度,研究拱坝-基础整体稳定性、失稳破坏过程及超载能力,并与国内同类高拱坝研究成果进行对比分析,综合评价杨房沟拱坝-基础整体稳定安全度。研究结果表明,拱坝起裂安全度K1=2.5~3.0,非线性开始安全度K2=4.0~6.0,整体稳定极限安全度K3=11.0。可见,杨房沟水电站拱坝-基础整体稳定性较高。     

锦屏一级高拱坝整体稳定物理与数值模拟综合分析

高拱坝的整体稳定是工程建设中的关键问题之一,地质力学模型试验和数值计算是研究这一问题的重要方法。通过理论推导建立了基于综合法的大坝稳定安全系数评定关系式。针对锦屏一级高拱坝坝肩地质条件复杂,影响拱坝整体稳定的断层、岩脉、节理裂隙众多,坝高库大和加固难度大,工程安全稳定问题十分突出等特点,采用综合法地质力学模型试验与三维非线性有限元相结合的方法,对加固处理后的锦屏一级高拱坝整体稳定性开展研究。获得了拱坝在正常工况下的工作性态,以及在结构面强度参数降低约30%后坝肩的超载变形失稳过程和最终破坏形态,提出拱坝与地基综合法整体稳定安全度为5.2~6.0(试验值)和5.98(计算值)。通过综合分析模型试验和数值计算的成果,评价了锦屏一级高拱坝工程的安全性和加固效果。研究成果为锦屏一级拱坝工程的安全监测和运行管理提供了科学依据,同时也为其他类似高拱坝工程的稳定分析提供参考。     

高拱坝整体稳定问题的试验研究

针对高拱坝的整体稳定问题,阐述了地质力学模型试验研究技术、方法及应用.地质力学模型,在材料模拟方面,除必须模拟坝基岩体的力学变形特征外,还必须模拟坝体、坝基内部各种不连续面,如裂缝、断层、软弱夹层及具有显著连通率的节理裂隙的分布和力学性能,以及建筑物基础岩体的非线性特征.它不仅限于研究已知荷载条件下的某一状态,更重要的是研究在渐增荷载作用下直至破坏的整个变化过程,给出一个相当明显的形象直观概念和量值结论.锦屏高拱坝是目前世界上在建的最高双曲薄拱坝,大坝承受水压力巨大,坝址地质条件复杂,其设计和分析都是超出现行规范,使锦屏高拱坝的稳定安全性成为人们极为关注的问题.采用地质力学模型试验进行研究分析,以验证与评价锦屏高拱坝的整体稳定安全性,具有十分重要的意义.     

隔河岩重力拱坝加固方案地质力学模型试验研究

本文采用地质力学模型试验技术对清江隔河岩重力拱坝加固方案进行了整体模型试验。通过研究,对大坝及基础的整体安全度有了更进一步的认识,对加固处理措施的效果作出了评价。同时,对拱坝地质力学模型试验技术及超载安全度进行了新的研究和探讨。     

锦屏一级高拱坝坝基结构面弱化效应研究及坝肩稳定性分析

为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验,获得了坝肩软岩和结构面强度参数的弱化率,为拱坝坝肩稳定模型试验提供结构面降强幅度的依据。然后,针对拱坝坝肩稳定问题,开展了加固地基条件下高拱坝三维地质力学模型综合法破坏试验,在试验中,根据弱化试验成果确定了结构面的综合降强幅度为30%,并研制了适用于各类软弱结构面强度弱化特性的变温相似材料,用于在模型中模拟结构面的弱化效应。通过试验获得了坝与地基的变形分布特性,坝肩坝基失稳的破坏形态和破坏机理,得出坝肩稳定综合法试验安全系数为5.2~6.0,评价了拱坝工程的稳定安全性。研究成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要科学依据。     

介绍一种浇注型石膏砂模型材料

结构模型试验主要用于研究解决结构稳定、破坏等非线弹性问题。模型试验成败的首要关键是研制和选择合适的模型材料。根据相似原理,要求模型材料与原型材料的强度和应力应变关系全过程相似。近年来,国内外在模型材料的试验研究方     

锦屏工程地质力学模型坝基岩体新型材料研究

相似材料是地质力学模型试验成功的关健。在参考前人研究成果的基础上,根据相似材料配比遵循的原则,通过大量的试验,研制出了材料重度可调范围大,抗压强度和弹性模量低,性能稳定不受温度和湿度的影响,且无毒害、价格便宜、制作工艺简单,能够较为精确地模拟锦屏工程实际岩体的模型材料,其研制方法正确,试验结果可靠。     

复杂地质条件下东庄特高拱坝坝趾加固措施研究

特高拱坝的起裂、屈服和失稳破坏等主要来源于拱坝坝踵和坝趾等应力集中区域,尤其是坝趾处可能发生压剪损伤,该部位岩体稳定和基础加固决定着拱坝的安全度。基于东庄水利枢纽工程特高拱坝,结合基于变形加固理论的三维弹塑性有限元整体变形分析成果与地质力学模型试验成果,提出了东庄水利枢纽工程特高拱坝坝趾加固设计方案。     

地质力学模型实验的可能发展前景

随着地质力学模型材料的研制与发展,结构模型试验研究领域已从线弹性阶段发展到塑性和破坏阶段。本文根据目前模型材料发展的水平,对弹性,断裂、塑性和流变问题的相似系数与材料的关系进行了综合的研究,论证了用结构模型试验来解决这类结构问题的可能性。同时,词论了现有材科的模拟能力,以及地质力学模型实验的可能发展方向。     

万家口子双曲拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

针对万家口子双曲拱坝的地质问题,采用三维地质力学模型试验技术,全面模拟了大坝基础的不连续岩体条件、岩石力学性质、基础处理和整体双曲拱坝,研究了基础对大坝结构变形和稳定的影响,揭示拱坝坝体和坝肩从加荷开始到破坏的整个进程和机理,从而得出了拱坝的破坏机理及超载安全能力。     

天然地基与加固地基条件下拱坝模型破坏试验研究

位于云南澜沧江上的小湾水电站拱坝为目前世界同类型坝中最高的一座。坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但其地质条件复杂,左右坝肩抗力体内存在部分地质缺陷,直接影响到拱坝与地基系统的正常运行和整体稳定。针对小湾拱坝1 210 m高程坝肩的地形地质条件,采用地质力学模型试验方法,用超载法进行破坏试验研究,并进行了坝肩天然地基未加固和坝肩地基加固两种方案的对比分析研究。通过两个方案的平面地质力学模型试验,对比分析了两种方案坝体、坝肩的变位分布规律及模型破坏过程和破坏形态、坝肩稳定超载安全度,研究成果表明:坝肩加固后超载能力得到了提高,破坏形态得到了改善,加固效果明显。     

地质力学模型材料研究和若干试验技术的探讨

本文首先介绍了长科院地质力学模型材料研究的近况,并列举了七类不同性能的模型材料,然后对试验中遇到的若干模型试验技术如:模型材料各向异性问题;基础结构层面的剪切刚度、粘结力和渗透水压力的模拟;三维模型内部相对位移的量测等问题进行了讨论。最后就地质力学模型试验的发展趋势作了简单的评述,并提出了在离心机内进行地质力学模型试验方法的构想。     

DMK—1型地质力学模型块体成型机简介

近年来地质力学模型试验在我国得到了迅速发展,三维小块体地质力学模型试验止在兴起.在模型试验中,通过模拟工程地质条件和岩体力学特性及各种地质构造参数,来研究基础变形对建筑物的影响和建筑物的抗滑稳定等问题.由于地质力学模型均采用大比例尺,故所用模型材料都在数十顿至百顿左右,小块体的数量也在万件以上,工作量很大,要求也较高,所以模型材料的小块体成型加工是试验中很关键的问题.