宽级配粗粒土数值试验微观参数的敏感性分析

在离散元数值试验中,微观参数的取值直接决定着宏观参数。目前微观参数的研究多针对窄级配土、小尺寸的试样,基于宽级配粗粒土微观参数的研究较少。本文采用离散单元法,根据某水利工程宽级配粗粒料试验级配,采用常规大型三轴压缩试样尺寸,分析了线性接触模型中颗粒接触刚度和颗粒摩擦系数等微观参数对初始弹性模量、初始体积模量以及峰值强度的影响规律。研究结果表明:(1)初始弹性模量和初始体积模量均随着刚度比的增大而减少,当刚度比较大时,峰值强度表现为明显的下降趋势;(2)颗粒摩擦系数的大小对峰值强度的影响显著,当摩擦系数小于0.8时,对初始弹性模量和初始体积模量的影响较大。建议针对大尺寸试样、宽级配条件的数值试验刚度比取值范围为1.0~5.0,摩擦系数取值为0.4~0.8。     

粗粒料缩尺效应影响因素分析

总结了在研究缩尺效应对粗粒料强度及变形特性的影响规律时应考虑的影响因素主要包括缩尺方法的影响、替代料密度控制问题以及颗粒破碎对缩尺效应的影响等.对双江口堆石料进行了四种方法缩尺后试验料的三轴固结排水剪试验,振动压实试验,研究了强度及压实性的差异.分析了常用的缩尺方法的优缺点,指出室内试验时试验级配料试样密度控制的重要性以及合理的密度控制方法.分析了由于颗粒破碎引起试验土料级配变化从而影响缩尺效应评价的问题.最后,提出了缩尺效应研究中应综合考虑的几个问题.     

不良级配粗粒土渗透变形的数值试验

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。     

级配不连续粗粒土渗透变形试验缩尺方法研究

目前,基于试样的干密度、抗剪强度、变形特性和渗透性等效,提出了各种粗粒土试验超粒径颗粒缩尺方法,但对渗透变形试验中超粒径颗粒的处理并没有明确说明。通过采用不同缩尺方法对具有不同渗透稳定性的级配不连续型粗粒土进行渗透变形试验,并与原级配土的试验结果进行对照,分析了各类缩尺方法对渗透变形试验的适用性。结果表明:对于缺级粒径小于5 mm的级配不连续型土,等量替代法不影响粗料的绝对孔隙体积和细料填充程度,对管涌型和流土型土进行缩尺处理不改变试样的渗透破坏形式和水力条件;相似级配法因土体粒径的等比例减小使反映粗料孔隙尺寸的特征粒径D20相应变小,对管涌型土进行处理后渗透破坏形式转变为过渡型,流土型土的渗透破坏形式虽不会发生改变,但土颗粒离散程度的增大使相应的临界和破坏坡降明显降低;等量替代法能取得优于相似级配法的缩尺效果。     

宽级配砾质土三轴渗透试验研究

为研究宽级配砾质土的渗透特性,对不同砾石含量的宽级配砾质土进行了一系列的三轴渗透试验。试验结果表明随砾石含量的增加,宽级配砾质土的结构分别为悬浮-密实、密实-骨架、骨架-空隙3种形式;随砾石含量的增大,渗透系数呈现出先略微减小然后逐渐增大、最后迅速增大的变化规律;含水率、干密度均对宽级配砾质土的渗透系数有较大的影响;在最优含水率左右,渗透系数有明显的差异,施工中应注意对含水率控制。     

粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P_5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P_5含量的增大呈增大趋势;C_u/C_c对密度的影响与P_5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d_(50)增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P5含量的增大呈增大趋势;Cu/Cc对密度的影响与P5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d50增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

基于连续级配方程的粗粒料压实密度缩尺效应试验研究

根据双江口心墙堆石坝堆石料的原型平均设计级配曲线,采用剔除法、等量替代法、相似级配法和混合法等4种不同缩尺方法得到室内最大干密度试验成果。结合土的连续级配方程,采用级配面积与小于5 mm的颗粒质量分数P₅构建的函数式作为级配量化指标,拟合出最大干密度与试验前级配曲线面积、P₅及最大粒径之间的关系,据此可推求出原型级配的最大干密度。通过分析得到试验前后级配量化指标之间的拟合公式,并利用试验前后级配量化指标的相对变化量B_w作为颗粒破碎的定量指标,探讨了缩尺方法对压实过程粗粒料颗粒破碎的影响。结果表明,采用等量替代法缩尺,B_w随粒径的增大呈减小趋势;而采用剔除法、相似级配法和混合法缩尺,B_w随粒径增大呈增大趋势。     

水布垭心墙堆石坝宽级配防渗料的反滤研究

针对水布垭宽级配防渗料,研究了反滤设计方法。通过反滤保土试验及冲刷自愈试验,给出了适合水布垭宽级配防渗料的反滤设计标准。在反滤保土试验中,提出了平抛风干细料的试验方法,较之谢纳德的浓泥浆试验更为方便快捷。水布垭心墙防渗料不仅级配宽而且变化大,几乎包容了可作防渗料的各种宽级配料。为此,研究成果D15=0.5～1mm(平均0.6mm),可作为一般宽级配防渗料的反滤设计准则。     

300m级堆石坝天然砾石防渗土料级配调整现场试验

某300m级特高堆石坝的天然宽级配砾石防渗土料具有“粗颗粒含量较多、细粒含量偏少和均匀性较差”的特点,为了改善土料的级配和均匀性,通过现场大型筛分试验、混合搅拌试验验证了防渗土料级配调整工艺的合理性、可行性,并提出了满足工程设计要求的天然宽级配砾石防渗土料级配调整工艺、系统改进措施。根据试验成果,认为采用适当的筛分工艺进行天然宽级配砾石土的级配调整是可行的,对于宽级配的砾石土料采用混合搅拌工艺改善土料的不均匀性是有效的。     

晒盐池防渗墙自凝灰浆现场试验及效果评价

约旦死海盐池自凝灰浆墙施工中,针对盐水中含的各种离子与自凝灰浆中主要的水泥和膨润土反应热烈,加之高温的影响,使得常规的自凝灰浆的特性在盐水中发生了很大的变化情况,通过进行现场试验,确定自凝灰浆配合比、外加剂量及槽孔固壁灰浆比重。施工结果表明,现场试验的自凝灰浆材料配比完全达到设计要求。     

土石坝无粘性粗粒料填筑标准和质量评价探讨

土石坝无粘性粗粒料填筑标准往往根据经验确定,而施工质量主要是通过碾压参数控制,理论依据不足。最大干密度和已建工程实践证明表面振动器法最大干密度与实际填筑干密度基本相等,可以直接指导设计和施工,据此提出了设计和施工控制标准;从砂砾石料、堆石料等无粘性粗粒料的特性探讨了填筑标准的适用范围,利用干密度与<5 mm粒径含量关系和填筑干密度,可以准确及时地对照填筑标准作出填筑质量评价结果。     

膏状浆液灌浆--围堰防渗的新方法

膏状浆液灌浆对大空隙地层、高流速地下水的不利条件具有良好的适应性和可控制性,水玻璃系浆材则对细颗粒地层具有良好的可灌性.使用膏状浆液辅以水玻璃系浆液灌浆,在既有块石架空又有细颗粒沉积的复杂地层中可取得良好的防渗效果,最近的小湾水电站围堰堰基防渗工程就是成功的实例.     

渠道工程防渗保温新材料

作者介绍了一种防渗保温新材料的性能特点,通过室内外试验论证了高分子防渗保温材料用于渠道衬砌工程的先进性、适用性和可操作性,并与常规材料进行了经济比较,该材料适用于大型、特大型渠道防渗防冻胀工程,前景广阔。     

垫层料的压实性及渗流稳定性试验研究

结合某水库面板堆石坝垫层料的现场检测成果,通过符合现场碾压工况的表面激振压实及高压渗变试验,论证了所提供垫层料压实控制密度的合理性及垫层料在高水头作用下的抗渗稳定性。虽然从防渗角度考虑,垫层料渗透系数偏大,然而垫层料在有反滤保护条件下,渗透坡降高达200～250未见破坏,具有较高的抗渗稳定性。由于试验级配比现场检测值偏粗,制样干密度又为垫层料现场检测的下限值,故可认为填筑的垫层料能满足工程抗渗稳定性的要求。     

级配不连续碎砾石粗细颗粒区分粒径比较分析

粗细颗粒区分粒径是级配不连续碎砾石细粒含量判别法判定渗透变形类型重要指标 ,目前通常使用的有定值法的2mm和颗粒级配曲线中平缓段最小粒径(平均粒径),为进一步验证这2个典型方法和量值的符合性、适宜性 ,统计了26个工程121个试样的渗透变形试验结果进行比较.结果表明 :2种方法和量值的渗透变形类型判断结果与试验结果符合率较高 ,分别为85 .5% 和84 .6% ,均可作为粗细颗粒区分粒径 ,但若和级配连续碎砾石渗透变形类型判断综合考虑 ,推荐2mm作为级配不连续碎砾石粗细颗粒区分粒径.     

古城水库混凝土防渗墙耐久性试验分析

混凝土防渗墙是地下防渗建筑物，它的好坏直接影响着大坝安全运行和寿命长短。因而在水工建筑物基础处理中显得非常重要。通过渗透、溶蚀试验及相应的计算，表明在混凝土中加入适量的粉煤灰和外加剂，不仅可以延长混凝土防渗墙的寿命，而且可以减少水泥用量，降低成本。值得在水工建设中加以推广应用。     

粗粒料颗粒随机分布的数值模拟

 数值模拟试验不受时间、场地及试件尺寸等限制,是粗粒料室内力学试验和现场力学试验的有效补充。为了建立粗粒料数值模拟试验模型,研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法。首先按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,然后应用DDA(discontinuous deformation analysis)模拟重力作用下颗粒在承模筒内的堆积分布,形成相互接触、结构稳定的颗粒聚合体,为粗粒料力学特性的数值模拟试验奠定基础     

不连续宽级配床沙推移质输沙率特性试验分析

通过水槽试验对不连续宽级配床沙的推移质输沙率进行试验研究.深入分析、探讨了不同水流强度及不同床沙组成对连续与不连续宽级配床沙输沙率的影响.在已有研究成果的基础上,构造了考虑床沙不均匀性的相对水流强度表达式,着重研究了相对水流强度与推移质输沙率函数的关系.利用试验资料对提出的表达式进行回归分析,确定了有关参数.最终确定的...