Hardfill坝筑坝材料工程特性分析

Hardfill坝是一种新坝型,这种新坝型的基本特点是采用一种称为Hardfill的低强度筑坝材料。hardfill是利用在坝址附近易于得到的河床砂砾石或开挖弃渣等材料,加入少量水泥和水而获得的一种低强度筑坝材料。基于现有试验成果,对Hardfill材料工程特性进行分析。主要分析了Hardfill的本构关系、强度特性、渗透特性和热力学特性等。分析结果表明,Hardfill材料在工程上具有许多优良的性质,把低强度的hardfill材料与梯形hardfill坝结合起来,具有技术上和经济上的优越性,应用前景良好。     

Hardfill坝——一种新概念的碾压混凝土坝

碾压混凝土(RCC)筑坝技术是重力坝筑坝技术在材料与施工技术上的革命,体现了重力坝的发展趋势.从RCC坝的现状入手,分析RCC坝所面临的问题.指出按传统混凝土重力坝的设计理念来设计这种新材料坝是问题的症结所在,为此,提出新的重力坝设计方案--Hardfill坝.具有梯形的断面和上游的防渗护面的Hardfill坝能充分发挥RCC快速施工和经济效益大的优势.通过进一步的研究表明,Hardfill坝具有高安全性和良好的环保性,可以称为"最优重力坝".     

Hardfill坝仿真计算分析

Hardfill坝是一种新坝型。首先研究了Hardfill材料的弹性模量和徐变度,然后根据Hardfill坝的材料、结构和施工特点,基于有限单元法,对100 m高的Hardfill坝的施工期和运行期的温度场、应力场进行全过程仿真计算。分析结果表明:在Hardfill坝中,由基础温差产生的温度应力已经不再是控制性因素;同时,Hardfill坝依然存在由于内外温差引起的表面拉应力。提出了一种设表面缝而不设贯穿横缝的Hardfill坝分缝方案,既能保证大坝表面的抗裂安全,又能减小对坝体施工的干扰,可为工程设计提供参考。     

300m级浇筑式沥青混凝土面板胶凝堆石坝设计研究

胶凝堆石料(Hardfill材料)是一种新型的筑坝材料,介绍了Hardfill材料的工程特性和浇筑式沥青混凝土面板的优点,浇筑式沥青混凝土面板胶凝堆石坝成为300 m级面板堆石坝的理想结构形式。对浇筑式沥青混凝土面板胶凝堆石坝的典型剖面和施工方法进行分析研究,并与钢筋混凝土面板堆石坝进行对比,得到浇筑式沥青混凝土面板胶凝堆石坝具有适应性广、充分利用当地材料、工程性能优良、工程量省、便于快速施工、对环境影响小等优点,该坝型将是300 m级面板堆石坝今后的发展方向。     

Hardfill坝结构安全性分析

Hardfill坝是一种新坝型（该坝型在日本被称为CSG坝），其基本剖面为对称梯形，上游设混凝土防渗面板。从结构稳定的角度看，采用对称梯形剖面的Hardfill坝是一种安全稳定性较高的坝型。本文运用三维有限元数值模拟方法，对Hardfill坝的面板和坝体结构进行分析。研究结果表明，Hardfill坝的安全性，与面板坝和重力坝相比有很大的提高，是一种高安全性的坝型。     

Hardfill 材料非线性弹性本构模型研究

在砂砾料中掺入少量胶凝材料得到了一种新的低强度筑坝材料——Hardfill材料,其力学性能介于碾压混凝土和土石料之间,应力-应变关系具有明显的弹塑性性质和应变软化等特性.在已有研究的基础上,通过理论和数学分析,提出了能够反映Hardfill材料应变软化特性、参数物理意义较为明确的六参数非线性弹性本构模型,并给出了详细的参数确定过程.将该本构模型应用于坝高100m的Oyuk坝进行非线性有限元分析,结果表明:应用非线性本构模型计算所得坝体应力和变形分布规律与线弹性计算结果基本一致;因坝体应力水平较低,材料基本处于线弹性状态,非线性计算所得应力值与线弹性结果相差不大;而在坝趾等应力水平较高的部位,非线性计算所得应力集中值明显较小.     

Hardfill坝温度场仿真分析

Hardfill坝是一种新坝型,其基本剖面为对称梯形,上游设混凝土防渗面板.由于坝体采用新材料Hardfill(一种超贫碾压混凝土),其温度场与一般的碾压混凝土的温度场有较大的区别,在施工方式上也有很大的不同.目前,对Hardfill温度场以及施工方式的不同给温度场带来的影响的研究尚不深入,有必要对这一问题开展更进一步的分析和研究.运用三维有限元数值模拟方法,对Hardfill坝施工期的温度场进行了仿真分析,并与碾压混凝土重力坝进行比较,得出了Hardfill坝温度场变化规律,为进一步深入研究Hardfill温度场和温度应力场奠定了基础.     

泥岩掺量对筑坝粉土渗透性影响的试验研究

坝料渗透特性是土石坝渗流计算分析的重要参数。土石坝采用当地材料进行筑坝,是“就地取材”较为经济坝型,筑坝材料的性能决定坝型的选择与确定,挡水建筑物的关键是防渗,筑坝材料的渗透性是决定坝型选择的关键和主要因素之一。通过对当地材料粉土质砂掺入一定量的泥岩以提高粉土质砂的防渗性能,解决粉土质砂渗透系数大而不能满足规范对筑坝材...     

基于不同结构破坏分析方法的Hardfill坝破坏模式研究

目前对Hardfill坝的研究中较少涉及到大坝破坏模式与设计准则的探讨.为此,运用不同的结构破坏分析方法,基于弹塑性有限元对典型Hardfill坝进行了计算分析,对比各种方法所揭示的大坝破坏过程与破坏机理.研究结果表明,不同分析方法得到的大坝破坏破过程、破坏形态以及安全度数值都有一定的不同,但各种方法都揭示了Hardfill坝的坝基面、坝体填筑层面以及坝趾部位是大坝结构的薄弱环节,大坝最终都发生了沿坝基面或者层面的整体失稳破坏模式.经比较,强度储备法与以强度储备为主的综合法比较适合用于Hardfill坝破坏模式分析.     

风水沟尾矿库选矿废弃料的现场碾压试验研究

为满足鞍钢风水沟尾矿库增容所需,拟对已建的尾矿坝进行加高,由此需在现有库周围修建副坝,坝型初定为堆石坝,筑坝材料拟采用选矿废弃料。对于堆石坝而言,合理的筑坝材料碾压参数是确保大坝填筑质量、提高堆石体的压实密度及控制坝体变形的关键。本文针对副坝填筑拟采用的选矿废弃料进行现场碾压试验,研究选矿废弃料的压实性能,分析影响筑坝材料压实质量的因素。试验研究表明:筑坝材料的颗粒级配特性对压实质量有显著的影响,碾压8遍后进一步增加碾压遍数对压实干密度的影响不明显。通过对试验结果的综合分析,最终提出了筑坝材料的碾压施工控制参数,为副坝设计和施工提供了技术依据。     

百米级硬填料坝结构安全度分析

硬填料坝(Hardfill坝)是一种新坝型,Oyuk坝是世界上仅有的两座高度超过100 m的硬填料坝之一。对该坝在正常运行工况以及地震工况下的大坝工作性态进行了弹塑性有限元分析,并运用水荷载与地震荷载超载法探讨了Oyuk坝在静动条件下的破坏模式与安全度。研究结果表明,在正常运行工况以及OBE地震工况中,Oyuk坝全断面受压,坝体强度安全系数与抗滑稳定系数均较高,坝体基本处于弹性工作状态。由于该坝在坝底、坝踵设置混凝土分区、并在坝趾区采用了高强度硬填料等措施,在水荷载及地震超载分析中具有很高超载安全度。     

Seismic failure modes and seismic safety of Hardfill dam

Based on microscopic damage theory and the finite element method, and using the Weibull distribution to characterize the random distribution of the mechanical properties of materials, the seismic response of a typical Hardfill dam was analyzed through numerical simulation during the earthquakes with intensities of 8 degrees and even greater. The seismic failure modes and failure mechanism of the dam were explored as well. Numerical results show that the Hardfill dam remains at a low stress level and undamaged or slightly damaged during an earthquake with an intensity of 8 degrees. During overload earthquakes, tensile cracks occur at the dam surfaces and extend to inside the dam body, and the upstream dam body experiences more serious damage than the downstream dam body. Therefore, under the seismic conditions, the failure pattern of the Hardfill dam is the tensile fracture of the upstream regions and the dam toe. Compared with traditional gravity dams, Hardfill dams have better seismic performance and greater seismic safety.     

Hardfill坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型，有必要研究其结构破坏模式与破坏机理，评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法，进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验，分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明，Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上，在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏三个阶段；大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂，坝趾随即产生裂缝，最终坝体沿坝基面整体失稳，同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体；坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0~7.0，大变形超载系数K2=7.5~8.5，最终破坏超载系数K3=9.0~10.0。     

糯扎渡水电站开挖料料物平衡与利用

糯扎渡水电站大坝为堆石坝，坝体填筑量大。为此，以坝体填筑和混凝土骨料料源规划为重点对全工程的开挖料料物平衡与利用进行了研究，在保证工程质量和安全的前提下，全面考虑施工进度、施工方法，充分利用工程开挖料作为混凝土骨料和坝体填筑料，以达到优化工程布置降低工程造价的目标。     

黄草岭水库大坝材料分区设计研究

云南黄草岭水库大坝采用粘土心墙风化料坝型式,为控制大坝施工填筑质量,对各分区筑坝材料进行抽检,取样进行物理力学性能指标试验。通过对填筑坝料试验指标研究发现,反滤料Ⅰ存在0.2~0.5 mm粒径段的砂料含量不足、碾压后渗透系数偏大的问题,不能满足施工要求。经配比试验后得到:反滤料Ⅰ在掺配占总重量30%~33%的沧江砂后,其颗粒级配曲线在设计包络线内,使心墙防渗土料得到很好的保护。所得结论可为大坝填筑施工提供依据,以保证防渗心墙具有较高的抗渗稳定性,为大坝设计的经济合理性研究提供参考。     

挤压墙施工技术在柏叶口水库的应用

柏叶口水库大坝为混凝土面板堆石坝。大坝施工中在垫层料的上游混凝土挤压墙施工技术得到了应用,和传统工艺中的垫层料回填、削坡、斜坡碾压、坡面砂浆碾压等工序相比,简化了施工工序,加快施工进度,提高了施工安全和施工质量,具有保证垫层料的压实质量和提高坡面防护能力以及施工简便等特点。     

达克曲克水电站沥青混凝土心墙坝坝料选择及碾压参数研究

沥青混凝土心墙坝砂砾料的填筑质量是坝体安全稳定的关键因素。文章介绍了地处严寒、强震区的达克曲克水电站沥青混凝土心墙坝坝体设计、坝料选择及砂砾料现场碾压试验情况,提出了砂砾料碾压参数和控制措施。