南水北调中线工程土工合成材料摩擦特性试验分析

南水北调中线工程渠道衬砌结构由混凝土板、复合土工膜、水泥砂浆、聚苯乙烯保温板等多种材料组成。渠道设计中为了计算渠道边坡的稳定性,通过室内摩擦试验、模拟现场试验测得了不同保温材料与基土、水泥砂浆(预制、现浇两种)、复合土工膜、混凝土之间等摩擦特性参数。对土工合成材料性能及其与基土、砂浆、混凝土之间的摩擦特性试验方法进行了简述,并对其摩擦特性试验成果进行汇总、分析。结果表明,通过室内摩擦试验测得的土工合成材料与各类基土和砂浆之间的摩擦特性指标可供渠道边坡设计参考使用。     

大断面刚柔混合衬砌渠道的抗滑稳定计算

在渠道防渗中,复合土工膜作为防渗材料被广泛采用。复合土工膜作为防渗材料,与混凝土衬砌板共同组成渠道的防渗衬砌结构,而复合土工膜与渠道垫层、混凝土衬砌板的接触摩擦特性和边坡稳定性是渠道工程安全运行的关键。本研究通过复合土工膜与渠道垫层土料的摩擦特性试验,得到复合土工膜与渠道垫层土料之间的粘聚力和摩擦角。采用抗滑稳定安全系数理论,计算出在考虑或忽略粘聚力时抗滑稳定安全系数,来判断渠道边坡的稳定性。研究表明:粘聚力对抗滑稳定安全系数影响较大,考虑粘聚力的影响,整个防渗体的稳定安全系数将会更大,更加偏于安全。     

苯板厚度对混凝土衬砌渠道基土冻胀的影响

为探明辽宁地区中小混凝土衬砌渠道铺设苯板的抗冻胀效果及保温机制,在开原灌区建立了冻胀试验场,对铺设不同厚度苯板渠道的含水率、冻胀量、冻深和地温变化规律进行分析,得出铺设苯板可以减小基土冻胀率的变化幅度,延缓冻胀历程,减小冻结速率的结论.该试验能够为辽宁地区中小混凝土渠道衬砌选用苯板保温提供参考.     

轻骨料混凝土在寒区渠道衬砌中的应用

为研究浮石轻骨料混凝土作为渠道衬砌材料的可行性,采用天然浮石、砂、水泥、水以及工业废料粉煤灰制作浮石轻骨料混凝土渠道衬砌板,与无衬砌渠道及普通混凝土衬砌渠道进行渠床基土温度的比较;同时,利用图像处理软件对比分析普通混凝土截面与浮石轻骨料混凝土截面的形貌特征。结果表明:浮石轻骨料混凝土衬砌可以有效减缓基土与外界的热交换速度,使基土在整个冻结期温度变化缓慢,基土冻结延迟或不发生冻结;在引气剂用量相同的情况下,浮石轻骨料混凝土可见封闭孔的数量在整个截面所占面积比例远大于普通骨料混凝土。     

宁夏灌区渠道防渗衬砌工程防冻胀技术研究与应用

在多年试验研究的基础上,总结影响渠道防渗衬砌冻胀破坏的主要因素：地下水埋深、渠床基土水分、渠床土质、渠床基土温度、衬砌结构型式及材料、渠道走向对衬砌渠道防冻胀的影响,提出选择合理断面形式及衬砌结构、膜料复合衬砌、换填弱冻胀性土、隔热保温等削减或适应冻胀的措施。     

东港地区衬砌渠道冻胀有限元数值模拟研究

严寒地区的混凝土衬砌渠道渠基土冻胀作用常引起混凝土开裂,甚至产生隆起破坏,造成渠道渗漏,使灌区灌溉用水浪费严重。结合辽宁东港地区不同形式衬砌渠道结构的原位观测试验,应用ANSYS有限元软件,对苯板和非苯板衬砌渠道试验段进行了温度、应力和应变数值模拟分析。结果表明:将冻土视为横观各向同性线弹性材料,符合冻土的力学本构特性,既能反映冻土冻胀时的变形和应力分布规律,又与实测情况吻合良好。苯板衬砌渠道的设计,可解决东港水稻灌区地下水位高、现有混凝土渠道衬砌抗冻胀性能差、混凝土易裂、破损率高等问题。     

浅谈土质渠道的混凝土衬砌

渠道衬砌后可起防渗、减糙加大流量，增加输水能力，缩小渠道断面，减少工程量和占地等作用。本文介绍了土质渠床的混凝土衬砌，对填方土料的要求以及改善土的膨胀性质和防止基土含水量降低等措施。对大型渠道的现场浇筑或预制混凝土衬砌进行了浅析，并对伸缩缝间距、缝型、填料以及混凝土衬砌裂缝产生原因等提出了见解。     

浅谈土质渠道的混凝土衬砌

渠道衬砌后可起防渗、减糙加大流量，增加输水能力，缩小渠道断面，减少工程量和占地等作用。本文介绍了土质渠床的混凝土衬砌，对填方土料的要求以及改善土的膨胀性质和防止基土含水量降低等措施。对大型渠道的现场浇筑或预制混凝土衬砌进行了浅析，并对伸缩缝间距、缝型、填料以及混凝土衬砌裂缝产生原因等提出了见解。     

南水北调工程渠道衬砌混凝土滑动摩擦试验研究

南水北调中线干线一期工程总干渠采用混凝土衬砌,下铺设复合土工膜,同时铺设喷砂保温板。为保证渠道衬砌混凝土面板的稳定性,保温板与复合土工膜之间需达到设计要求的综合摩擦系数。采用模拟现场两种工况、两种外部条件,进行模拟现场及剪切摩擦特性试验,以确定喷砂保温板与复合土工膜之间的摩擦系数。     

浅谈土质渠道的混凝土衬砌

渠道衬砌后可起到防渗、减糙、加大流量,增加输水能力、缩小渠道断面、减少工程量和占地等作用。本文介绍了土质渠床的混凝土衬砌,对填方土料的要求以及改善土的膨胀性质和防止基土含水量降低等措施进行了论述。对大型渠道的现场浇筑或预制混凝土衬砌进行了浅析,并对混凝土板块伸缩缝间距、缝型、填料以及混凝土衬砌裂缝产生原因等提出了见解。     

黄金坪电站沥青混凝土心墙碾压试验及成果分析

黄金坪水电站大坝为沥青心墙混凝土坝。为了确定合理的大坝填筑料配合比及施工工艺参数,现场开展了试验研究。主要试验内容包括:沥青参数试验检测,混凝土配合比试验,混凝土拌和出机口温度和混凝土浇注温度和混凝土摊铺及碾压参数的确定等。根据试验结果,参照国家相关技术要求,最终确定了合理的材料及施工参数,为保证沥青心墙混凝土大坝顺利施工奠定了坚实基础。     

考虑接触行为的U型渠道冻胀数值模拟

U型衬砌渠道具有良好的整体性和冻胀适应性,但在冬季仍极易因土体冻胀而导致破坏。考虑渠基冻土与衬砌接触面冻结的非线性特性和冻土、混凝土材料的塑性特征,建立能分析渠道基土与衬砌间挤压、脱开及滑移等接触力学行为的渠道冻胀破坏热力耦合数值模型。以宝鸡峡灌区塬下北干渠为原型渠道,按照模型是否考虑接触分别进行冻胀数值模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:考虑接触的模型模拟结果与原型实测值更相符,更能合理地解释U型渠道冻胀在渠底与阴坡衔接处冻胀量最小;考虑接触的混凝土塑性应变最大值是不考虑接触时的3.76倍;考虑接触的法向冻胀力和切向冻结力更均匀,最大值均减少1.5~3.0倍,应力集中现象减弱,更能反映混凝土衬砌板与渠基土之间的滑移变形与破坏准则的相互作用。研究结果为U型衬砌渠道冻胀破坏规律提供了分析方法。     

盐环定扬水干渠冻胀原型试验观测与防治措施

针对陕甘宁盐环定扬黄工程三道井干渠破坏严重问题,布设6个冻胀观测断面,通过气温、地温、冻深、冻胀量、基土含水率等主要指标观测,分析了各影响因素的变化过程和变化规律,提出渠道坡脚和渠底是冻胀变形最为严重的部位,应重点进行防护;基土含水率是冻胀破坏的决定性因素,减轻渠道冻害关键在于降低基土含水率。根据试验结果,提出三道井干渠在更新改造时采用聚苯乙烯板的保温防冻胀措施,在冻胀破坏最为严重的坡脚部位采用20 cm厚现浇混凝土弧形坡脚+5 cm厚聚苯乙烯板,全断面采用0.3 mm厚复合土工膜防渗以减少渗漏引起的基土含水率升高等措施,并付诸实施,效果显著。     

引江济汉工程中膨胀土的危害及防治措施

引江济汉工程膨胀土区段出现了渠道边坡失稳,边坡承载力降低,混凝土渠道衬砌变形、开裂等技术问题。本文在说明现场地质条件、阐述膨胀土工程危害的基础上,总结论述了当前膨胀土区段的工程施工治理措施。针对膨胀土在水下及地下水位变动区易发生渗透变形而影响基础稳定的特点,提出了采用柔性沥青混凝土边坡的设想,以提高渠坡的稳定性。     

季节冻土区渠道水分迁移规律及冻胀特性试验研究

为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。     

PCC桩复合地基离心模型制备及桩土接触模拟

针对现有刚性桩复合地基离心模型试验技术的诸多局限性,综合考虑模型在材料、几何及桩土接触上的相似,首次设计了PCC桩复合地基离心模型试验并探讨了模型制备方法。配合专用切削、取土及回填试验器材,可以整齐高效地实现削土刮平、引孔取土、压桩就位和桩内回填操作,将常重力场下模型制备引起的扰动最小化,优化PCC桩复合地基离心模型制作过程。设计并开展反映本次离心模型中桩土摩擦接触特性的直剪试验,结果表明,离心模型中的桩帽与路堤砂、粗糙化的模型桩与软土层及下卧层的接触面摩尔-库伦摩擦角取值均在合理范围内,能够较好地代表PCC桩的桩-土接触特性。     

碎石土密实度对地基水平承载力影响研究

地基土密实度是影响地基水平抗力系数的比例系数m值的重要因素之一。通过室内物理模拟试验,使用碎石土作为地基模型材料,将地基土密实度进行了量化。通过单桩水平静载试验,获得不同地基密实度的情况下地基水平承载力特征值及m值的变化规律,为桩基设计提供参考依据。试验研究表明：① 增大碎石土地基的密实度可以显著提高单桩水平承载力及m值;② 密实度与地基参数m值呈线性关系;③ 碎石土地基密实度每提高20％,m值增加1.39倍,水平承载力特征值增加1.38~3.01倍。     

高堆石坝面膜防渗体非散粒体垫层工程特性试验——高面膜堆石坝关键技术（五）

针对传统土工膜垫层材料不能满足深覆盖层上高堆石坝面膜防渗体稳定性及适应变形要求的问题,采用室内渗透系数、抗压、抗弯折、直剪及结构模型试验等方法对一种新型多孔垫层材料——聚合物透水混凝土的透水性能、基本力学特性、界面抗剪强度及适应坝体变形能力等工程特性进行了一系列试验研究,并与传统无砂混凝土垫层材料的工程特性进行了对比试验与分析。试验结果表明,聚合物透水混凝土在具有较高强度和透水性的同时,还具有较低的弹性模量和显著的韧性特征,相对无砂混凝土具有更强的适应坝体变形能力,更适合用作深覆盖层上高堆石坝面膜防渗体垫层。     

某面板堆石坝施工期基坑渗水成因研究

某面板堆石坝施工期基坑发生严重渗水,影响施工正常进行。检查发现下游导流明渠由于施工质量问题,出现局部开裂导致漏水,并且漏水处下部粉土质砂发生塌陷。采用有限元法,对上游围堰、堆石坝基坑和导流渠道进行了数值建模和三维渗流场计算分析。通过对比渠道正常运行和带缺陷运行的三维渗流场和土体渗流比降的变化,揭示了渠道漏水对整体渗流场和渗流量的影响,论证了塌陷产生的原因。提出了加深防渗墙和提高渠道施工质量的建议。