胶凝砂砾石坝设计理论探讨

胶凝砂砾石筑坝就是将土石坝和混凝土重力坝综合的一种新坝型,通过材料特性、断面设计、稳定计算、防渗结构和溢洪结构等几个方面,对胶凝砂砾石坝这一新坝型的设计进行了探讨。     

胶凝砂砾石坝在水库工程建设中的应用

为探索胶凝砂砾石坝在水库工程中应用的可行性及控制要点,对胶凝砂砾石材料性能展开试验,并对设计强度和配合比进行分析;进而对某中型水库工程中胶凝砂砾石坝的施工要点展开分析探讨。结果表明,胶凝砂砾石坝作为新坝型,其梯形断面应力更加均匀,在非常工况下抗剪断安全系数高,抗压强度大,施工速度快,施工质量好,综合投资也比传统坝型节省少,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。     

梯形胶凝砂砾石坝发展史

近年来日本为了合理利用建筑材料而研发了梯形胶凝砂砾石(CSG)坝,该类坝还能有助于改进设计,提高施工效率。它可以将坝址附近不适合于用作混凝土骨料的风化岩石料及其他材料利用起来,而且其材料开采加工方法和设备简单。由于原料开挖区和施工设备区的大小可以受到限制,所以此类水坝可以看成是环境友好型坝。介绍了梯形胶凝砂砾石坝的主要特点。     

胶凝砂砾石坝坝坡比分析研究

胶凝砂砾石坝属于新型筑坝技术,坝坡比是胶凝砂砾石坝断面设计的重要参数,直接影响工程的安全性和经济性,应通过坝体抗滑稳定性和应力分析来确定最优坝坡比和坝体断面。通过和面板堆石坝、碾压混凝土重力坝坝坡比的对比,结合胶凝砂砾石坝坝体受力特征分析,对胶凝砂砾石坝在基本荷载组合条件下的坝坡比进行了理论分析和研究。胶凝砂砾石坝设计初期,类似Ⅳ类硬质岩的坝基地质条件,且材料设计抗压强度6.0 MPa、坝高小于70 m时,胶凝砂砾石坝综合坝坡比可在1.2~1.3之间初选;上游坝坡比宜大于1∶0.3、小于1∶1.0;下游坝坡比宜大于1∶0.5、小于1∶1.0。在综合坡比一定时,将坝体设计为对称梯形断面对坝体抗滑稳定有利;将坝体设计为上游坝坡比小、下游坝坡比大的非对称梯形坝对降低坝体主应力水平有利。     

胶凝砂砾石坝稳定及应力分析

本文以翁吟河水生态拦水堰工程胶凝砂砾石坝为研究对象,采用刚体极限平衡法和材料力学法对胶凝砂砾石材料坝进行稳定及应力计算,供同类工程参考。     

胶凝砂砾石坝模型试验研究

采用水工结构模型试验法,探求胶凝砂砾石坝应力分布情况。通过胶凝砂砾石坝整体模型试验及坝体分层分级加载模型试验,得到了坝体在水荷载作用下的应力分布情况以及在坝体自重影响下的应力分布情况:受自重影响,坝体和坝基都处于受压状态,呈中间大两边小的分布形态;上游水荷载作用在坝体上后,使得坝体应力分布发生变化,最大应力区出现在坝基面中下游部,坝体水平向位移呈下游位移,整体为上部位移大于下部位移,最大值出现在坝中部位。     

胶凝砂砾石坝特点及国外已建工程简介

胶凝砂砾石坝是结合了碾压混凝土坝和面板堆石坝技术优势的一种新型坝,在优化结构布置、节约工程投资、实现快速施工、适应环境、保护生态等诸多方面具有显著的优点,在过去的30多年中得到了长足的发展,在国外有很多成功的实例,我国应开展这方面的研究工作,积极推广使用胶凝砂砾石坝.     

新疆平顶山胶凝砂砾石坝的设计与施工

胶凝砂砾石坝是近年来发展的一种介于土石坝和重力坝之间的新型坝,其剖面设计是在上游设置防渗层,坝体依靠填筑低强度的胶凝砂砾石材料维持稳定。文章主要阐述了胶凝砂砾石作为坝体填筑材料在木垒平顶山挡水坝中的应用,为了解胶凝砂砾石坝的工作性状,对该坝的设计与施工进行实例分析。通过该工程的实践以及现场质量检验结果分析,表明该坝型具有对坝基承载能力要求低、坝体断面小、经济环保等优点;并且胶凝砂砾石的强度指标离散性较小,坝体施工强度和施工质量均能满足大坝工作性能要求。该胶凝砂砾石坝的成功建设对类似工程设计与施工具有重要的实践意义。     

莆田西音水库胶凝砂砾石坝施工工艺试验

该文阐述莆田西音水库胶凝砂砾石坝试验场地布置、材料配合比及施工工艺,通过试验结果分析确定坝体胶凝砂砾石材料碾压机械设置、碾压层厚、最佳碾压遍数等工艺指标;检验胶凝砂砾石材料力学强度与耐久性能,探索防渗体富浆胶凝砂砾石材料与坝体胶凝砂砾石材料同步施工同步上升、骑缝碾压收面等施工工艺,为西音水库胶凝砂砾石坝施工提供技术参考。     

胶凝砂砾石坝防渗措施及应力分析

由于胶凝砂砾石材料抗渗性能较差,采用其筑坝时需专门设计防渗措施进行坝体挡水。本文对胶凝砂砾石坝钢筋混凝土面板防渗措施,及新提出的高强度胶凝砂砾石面板和高强度胶凝砂砾石面板下铺设复合土工膜两种新型防渗措施进行渗流分析、考虑渗流作用的应力分析。计算结果表明:钢筋混凝土面板防渗效果较好,高强度胶凝砂砾石面板防渗效果较差;钢筋混凝土面板主应力最大、坝趾应力集中较为明显,高强度胶凝砂砾石面板和高强度胶凝砂砾石面板下铺设复合土工膜应力分布较为均匀。     

混凝土坝加固新材料及应用

混凝土结构工程的老化或功能缺陷是病险水库最为常见的病害之一。论述了混凝土坝常见的缺陷及相应修补加固材料必须具备的性能。介绍了新近研制的一些修补加固材料及其在工程中的应用情况,包括高强环氧灌浆材料、新老混凝土界面粘结材料、钢筋锚固材料、混凝土抗冲磨修补材料、防渗堵漏材料、碳化修补材料。这些材料均具有优异的性能,能满足混凝土坝工程修补加固的要求,具有显著的经济效益,可在类似工程中推广。     

拱坝多目标优化的研究与应用

本文探讨了拱坝多目标优化的模型、方法与应用。提出了以经济性指标(如坝体方量)和安全性指标(应力水平、强度失效概率、高应力区范围等)为优化的多个目标函数，导出了坝体失效概率的算式。优化方法采用理想点法，并通过对各分目标的权系数调整，提供能反映设计者偏爱的多个解方案。文中首次探讨了拱坝优化的柔性建模方式，并通过程序予以实现，使优化模型的三大要素，不再如传统那样完全被编程固定，而仅由编程提供变量、目标和约束的基本要素，在设计中通过交互手段建立不同含义的优化模型，从而实现建模的柔性化。初步的工程应用所得的成果合理，数据有一定规律，表明文中提出的模型与方法是可行的。     

南告水电站大坝材料溶蚀分析及防治对策

本文简单介绍了广东南告水电站浆砌石重力坝材料目前存在的溶蚀现象,浅析了产生材料溶蚀的原因,并提出了相应的处理对策。     

川西地区心墙堆石坝防渗土料的工程应用与思考

通过对双江口、狮子坪和瀑布沟等在建和已建心墙堆石坝采用的心墙防渗土料特点的回顾和总结可知,川西地区天然防渗土料虽存在不均匀性且各具不同特性,但大量系列室内试验和现场碾压试验研究表明,采用简单条筛或掺和改性,可改变天然防渗土料的特性,使其不仅满足高坝变形和强度要求,也满足其防渗、抗渗要求。     

基于不等比例降强度参数的龙滩碾压混凝土坝稳定分析

采用考虑坝体坝基渗流、大坝分期加高、温度效应和应变软化等因素的弹塑性有限元和不等比例降材料强度参数的方法，分析了龙潍碾压混凝土重力坝前、后期挡水段和溢流段的渐进破坏过程、破坏机理和极限承载能力。计算结果表明，龙滩大坝是安全稳定的。     

一种新坝型——超贫胶结材料坝

在研究碾压混凝土坝发展历史和趋势的基础上,提出一种新坝型,即将超贫胶结材料作为坝体填筑料,在上游面设置钢筋混凝土面板或沥青混凝土面板防渗,形成超贫胶结材料坝。介绍了超贫胶结材料坝的优越性和已有研究成果,认为超贫胶结材料坝的推广将带来良好的经济效益和社会效益,该坝型尤其适用于中小型水利水电工程。     

大坝爆破料填筑施工工艺研究——以阿尔塔什水利枢纽为例

为验证设计提出的爆破填筑料标准合理性,研究其施工工艺并提出相应的施工参数,以阿尔塔什水利枢纽为例,在现场开展了碾压试验研究。研究结果表明:当洒水量从0增加至10%时,随着碾压遍数的增加,爆破填筑料的平均压实沉降量、孔隙率和干密度均有较大变化;当洒水量继续增加时,随着碾压遍数的增加,上述指标变化不大;洒水率的变化对爆破料含水率和颗分指标影响不大。在此基础上,提出了该工程爆破填筑料最优施工工艺及参数:进占法铺料,其厚度为80 cm,洒水量为5%或10%,32 t振动平碾碾压机械以2.8km/h的行车速度碾压10遍或8遍,进退错距法碾压,相邻碾迹的搭接宽度不小于碾宽的1/10。     

拱坝振动台模型边界与材料特性对坝体自振特性的影响分析

为了分析模型边界与模型材料对大型拱坝振动台试验模型坝体自振特性的影响,该文针对国内某一特高混凝土拱坝振动台试验模型,利用有限元方法计算分析了不同影响因素参数变化对坝体自振特性的影响。结果表明:(1)地基边界弹模变化对大坝前6阶自振频率影响很小;(2)坝体自振频率随单层坝体材料弹模呈正相关变化,且5～8层坝体弹模变化对坝体自振频率影响相对较大;(3)当地基材料弹模降低时,大坝自振频率降幅明显。当地基弹模逐渐增大时,前两阶自振频率保持相对稳定,中高阶自振频率增幅较大;(4)胶体单独作用和胶与尼龙丝联合作用对坝体自振特性的影响均较小。     

级配特征对筑坝砂砾料填筑标准的影响

筑坝砂砾料填筑标准具有级配相关性,在砂砾料筑坝施工质量控制中,目前仅以含砾量来表征级配对碾压干密度的影响,未考虑级配形状和最大粒径不同对砂砾料填筑标准的影响。为了研究这种影响,评估目前单一依靠含砾量来表征级配特征对干密度影响的合理性,设计了含砾量相同而级配曲线形状和最大粒径不同的两组级配曲线,结合实际施工振动碾压条件,通过现场密度桶法,研究了含砾量相同时不同级配形状特征和最大粒径对原级配筑坝砂砾料填筑标准的影响。研究表明,控制含砾量相同时,级配曲线形状对砂砾料最大、最大小干密度有一定影响,随级配参数m和b的增大,砂砾料的最大、最小干密度均呈现减小的趋势。在含砾量和级配参数m相同时,不同最大粒径级配的砂砾料的最大、最小干密度也有差异。表明不同级配特征和最大粒径对筑坝砂砾料填筑标准的确定有一定影响,建议结合具体工程进一步对级配特征和最大粒径对筑坝填筑标准影响的敏感性及对施工质量控制带来的影响进行评估。     

砂卵砾石地基上的土石坝分区材料研究

云南青山嘴水库主坝为坐落在砂卵砾石地基上的砾石(黏)土心墙石渣坝。针对其筑坝材料的料源组成复杂、地基存在不均匀沉陷及地震液化问题等特点,对坝基砂卵砾石层进行强夯处理,防渗心墙采用砾石土料和黏土料两种防渗土料填筑,坝体采用以砂泥岩为主的夹砂砾岩、砾岩石渣料填筑;防渗心墙反滤层按保护两种心墙料要求设计,心墙下游坝基面按满足与坝体间的过渡关系设置水平反滤层,有效地解决了坝体和坝基的渗透破坏问题,使心墙防渗土料和坝基砂卵砾石层均得到保护,保证了大坝的渗透稳定性。工程于2009年投入运行,实测不同库水位情况下的主坝渗漏量变化和坝体累计沉降量均低于设计值,施工质量良好,运行情况稳定。