水布垭水利枢纽页岩风化料击实和渗透特性试验研究

设计中中的清江水布娅水利枢纽大坝为２２７ｍ高的心墙堆石坝，其心墙防渗料的主要料源为页岩风化料。由于风化料、砾质土较之纯粘土具有更高的强度、变形模量和抗渗透破坏的能力以良好的施工性能，将其用作高土石坝防渗心墙材料已是世界上的坝工的潮流。结合水布娅水利枢纽的坝址比选，对页岩风化料工程性质进行了试验研究，研究成果表明，页岩风化料的级配具有宽组配，不连续、不稳定的特性，页岩风化料的击实性能良好，以全风化和     

页岩风化料的物理力学特性试验研究

对页岩风化料的工程特性进行了较全面的试验研究。研究结果表明：页岩风化料的颗粒组成具有宽级配、不连续的特征。经重型击实后，具有较高的干密度抗剪强度、较低的压缩性和渗透性。页岩风化料可用作土石坝心墙的防渗料。     

水布垭大坝心墙防渗料现场碾压试验研究

 心墙堆石坝是清江水布垭水利枢纽的代表性坝型之一。为深入了解认识风化料和碎石土作为心墙防渗料的可靠性，开展了现场碾压试验研究。结果表明：页岩风化料作为心墙防渗料是可行的，特别是全、强上混合料，更具有可靠的防渗性能；但应注意强风化上带料的不均匀性，控制好全风化料的掺入量、级配、含水量，并充分压实以保证其满足防渗要求。庙王沟碎石土料具有良好的压实性，是一种理想的心墙防渗料。     

水布垭堆石坝心墙防渗料试验研究

心墙堆石坝是水布垭水电站的主要比选坝型之一。该坝型的关键技术问题是如何选用心墙料。为此，通过多种手术开展了心墙防渗材料的试验研究。大量试验成果表明；以庙王沟碎石土和龙王冲风化页岩为主的水布垭心墙防渗料，其级配具有不均匀，不连续，不稳定和宽级配的特性；     

水布垭页岩风化料长期稳定性试验研究

通过室内强化模拟试验,对水布垭心墙堆石坝页岩风化填料的矿物成分、化学成分、颗粒级配的长期稳定性进行了研究。研究结果表明,风化料的矿物成分和化学成分在工程环境中具有较好的长期稳定性;而级配较不稳定,这主要是由其矿物成分及微观结构特征决定。     

水布垭页岩风化料长期稳定性试验研究

通过室内强化模拟试验 ,对水布垭心墙堆石坝页岩风化填料的矿物成分、化学成分、颗粒级配的长期稳定性进行了研究。研究结果表明 ,风化料的矿物成分和化学成分在工程环境中具有较好的长期稳定性 ;而级配较不稳定 ,这主要是由其矿物成分及微观结构特征决定。     

旺隆水库泥岩心墙防渗料工程特性试验研究

针对旺隆水库泥岩心墙防渗料进行一系列的室内土工试验和现场碾压试验,研究了泥岩心墙防渗料的颗粒级配、击实、渗透性及现场碾压等特性,提出泥岩心墙防渗料的合理级配范围和压实控制干密度,级配范围内的泥岩防渗料具有良好的抗渗性能和力学性能。采用风化泥岩作为土石坝心墙防渗料是成功的,对同类工程中心墙防渗料的设计施工有借鉴和参考作用。     

红色泥岩风化料的工程性质研究

红色泥岩易风化，强度低，作为填筑料有其特殊的工程性质：施工中破碎率大；竣工后土体中的泥岩颗粒在浸水或加荷情况下仍将崩解、破碎；土体经度较低。研究分析认为，应合理设计和严格控制土石料的级配，确定适合的压实标准。在满足此条件下，其压实后的工程性质戮可满足一般路、堤、坝等填筑工程的需要。     

砾质土用作心墙料在施工中的质量控制

徐村水电站挡水建筑物为心墙堆石坝，心墙料为溢洪道右侧3＃崩塌堆积体砂岩风化料。该料级配连续，风化后单个颗粒坚硬，不同于一般的软岩风化料，是一种以砾石含量对其物理力学性起主要作用、而性能单一的砾质土，本文从监理的角度对砾质土的特性及在填筑过程中质量控制方法、过程及检测成果进行了分析。     

采用砾质粘土填筑堆石坝心墙初探

开挖料一般含风化碎(砾)石,细料含量较低,均一性不佳,能否用作中高土石坝防渗土料,取决于其在压实过程中的颗粒破碎程度和对级配的改善程度,文章对含碎(砾)质的开挖粘土料进行系列试验研究,对比分析了含碎(砾)质的开挖粘土料和掺加粉质粘土土料的压实特性和颗粒破碎规律,同时提出了利用含碎(砾)石土料填筑防渗心墙的实际施工中的要求和措施。     

水泥稳定钢渣碎石基层材料的路用性能研究

为保证公路半刚性基层性能的前提下最大限度地使用钢渣,尝试将级配不良的自然级配水泥稳定钢渣混合料用于低等级道路的基层,探究级配对水泥稳定钢渣混合料力学性能、收缩性能和耐久性的影响,分析自然级配水泥稳定钢渣混合料用于低等级公路半刚性基层的可行性和适用性。结果表明：4类级配的水泥稳定钢渣碎石混合料的力学性能均随着龄期和水泥掺量的增加而增长,中级配各项性能最优,自然级配的性能最差。级配显著影响混合料的力学性能、收缩性能和疲劳性能。尽管掺加自然级配的水泥稳定钢渣混合料因级配不良将降低其路用性能,但各项路用性能指标均能够满足规范中对低等级公路的技术要求,同时因能够最大限度地利用钢渣修筑道路基层,将具有较好的社会和经济效益,推荐掺自然级配钢渣的水泥稳定钢渣混合料应用于低等级公路基层。     

基于数字图像处理的土石坝坝料合格性智能检测方法

土石坝坝料的合格性检测通常是通过判断现场筛分试验获得的级配参数是否满足设计要求来实现的,然而通过筛分试验获取级配参数的方法存在采样率低,操作过程繁琐,智能感知程度差等缺点以致检测结果代表性差。为了提高坝料级配参数的智能检测程度,依托辽宁某电站现场挖坑检测位置处的图像和级配数据,采用融合空间信息的直觉模糊C均值聚类（SIFCM）算法进行土石坝料数字图像的分割,并利用等效椭球体积的方法实现了土石坝料的三维体积重构,进一步通过基于BP神经网络的级配修正模型修正后,得到真实条件下的坝料全级配特征曲线,进而获得评价坝料合格性的4个指标：最大粒径、P5含量、曲率系数C_c和不均匀系数C_u。实际工程应用表明,本文建立的基于SIFCM_BP算法的坝料级配特征智能识别修正模型具有较高的识别精度,本文方法为大坝碾压施工前坝料合格性快速判别与施工过程中坝料压实特性的实时评价提供了重要支撑。     

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。     

颗粒级配与压实度对路基土-水特征曲线的影响

为探究东北寒区公路路基黏土的基质吸力与其含水率、压实度、颗粒级配之间的关系,通过控制黏土中细粒含量,制备3种不同颗粒级配的黏土试样,采取人工压实的方法制备3种不同压实度的土样,采用离心机法测定不同颗粒级配、不同压实度条件下的重塑黏土的基质吸力。结果表明,在同一种压实度情况下,体积含水率相同时,细粒含量越多,黏土的基质吸力越大,达到饱和的含水率越小;基质吸力相同时,细粒含量多的试样土体积含水率越大,其最终的残余含水率越大;在同一种颗粒级配情况下,体积含水率相同时,压实度大的试样土基质吸力较大,并有很好的持水能力。     

猴子岩面板堆石坝石料开采爆破试验与分析

面板堆石坝填筑料被要求具有良好的级配,以便使填筑的坝体既有较好的压实度,又有良好的排水性。针对大渡河猴子岩水电站堆石料开采,总结了在色龙沟料场进行的6次现场爆破试验,并根据不同钻爆设计及爆破料筛分成果,分析了影响堆石料爆破颗粒级配的主要因素。成果分析表明,炮孔间排距、堵塞长度以及炸药单耗量等参数都会影响爆破料级配,在进行大规模料场开采前,应针对不同影响因素进行爆破试验,确定最为合理的爆破参数。猴子岩面板堆石坝色龙沟料场现场爆破试验取得了符合堆石料设计要求的爆破施工方案及钻爆参数,可为类似工程提供借鉴和参考。     

非饱和黏性土直剪强度特性及其修正分析

为研究非饱和黏性土的直剪强度特性,采用非膨胀土及两种不同干密度的弱膨胀土进行了包含低应力状态下8种不同上覆压力的直剪试验。试验结果表明,随着上覆压力的增大,最大剪应力及所对应的剪切位移逐渐增大,试验中低应力状态下测定的土体凝聚力小于高应力状态,且试验中的上覆压力对膨胀性土凝聚力的影响大于非膨胀性黏土;而低应力状态下测定的土体内摩擦角大于高应力状态。对直剪试验中上下盒接触面积减小对抗剪强度参数测定的影响进行了分析,分析表明,接触面积减小对抗剪指标有影响,但极其微小。提出对膨胀土边坡浅层破坏进行稳定性分析时应采用低应力下的抗剪强度参数。     

考虑级配效应的堆石料颗粒破碎与变形特性研究

通过6组级配堆石料的相对密度试验和大型三轴试验,分析了堆石料级配与抗剪强度、剪胀性、压缩性及颗粒破碎之间的规律,建立了堆石料广义塑性模型参数与制样分形维数之间的函数关系式,并利用不同级配的三轴试验结果验证其合理性。结果表明:堆石料的性质与级配密切相关,采用制样分形维数的二次函数可以较好地反映级配对其物理力学性质的影响。研究结论可为考虑级配影响的堆石体应力变形计算提供依据。     

碾压混凝土施工热层实时压实度监控模型应用研究

碾压混凝土施工压实质量对大坝成型质量至关重要。现有碾压热层压实质量一般通过核子密度仪法检测,存在检测繁琐、可靠度低、存在安全风险、需定期标定、代表性差等缺点,无法满足快速精准的检测要求。通过理论及试验研究,选取现场碾压料层的物性参数,即拌合料含湿率、骨料级配和碾压层应力波传播速度作为评价参数,并研发了相应的实时仓面含湿率测定仪与碾压热层波速测试仪对以上参数实时采集传输;利用BP神经网络建立基于碾压层拌合料含湿率、骨料级配和应力波传播速度的碾压混凝土压实度预测评价模型,通过远程可视化反馈系统将模型预测结果反馈输出,形成了一整套碾压混凝土施工热层实时压实度馈控技术。该技术在乌弄龙碾压混凝土大坝施工现场进行了实践,实时监控碾压热层的施工效果,验证了其可行性和可靠性。     

小样本条件下砂砾石坝料级配特征参数的贝叶斯估计方法

筑坝材料干密度具有强烈的级配相关性,受P5含量、最大粒径、曲率系数等级配特征参数的影响尤为显著。然而在实际工程中,坝料级配参数通常是在大坝碾压施工结束后采用筛分法对质量检测试坑挖取的坝料进行筛分得到的。对于某一填筑单元工程而言,碾压区域的挖坑检测数据极少,导致目前大坝碾压智能监控系统中的土石方压实质量评估模型并未能够有效地考虑级配特征参数对压实质量的影响。鉴于此,为构建大坝填筑材料级配特征参数的总体分布,本文以大石门水利枢纽沥青混凝土心墙砂砾石坝的坝壳料碾压质量挖坑检测得到的小样本级配数据为研究对象,通过拟合优度检验确定以威布尔分布为小样本数据的分布模型,并利用参数化Bootstrap方法和非参数核密度估计法确定了小样本数据条件下待估参数的先验分布。进而利用贝叶斯理论结合现场某一碾压单元质量检测挖坑试验数据对先验分布加以修正得出了待估参数的后验分布。最后采用混合Gibbs抽样方法对后验分布进行模拟仿真求解,给出了基于贝叶斯理论的两参数后验威布尔分布估计结果,为大坝填筑施工过程中实时准确评估砂砾石坝料的压实特性提供了重要的数据支撑。     

水泥稳定再生粗集料级配设计方法研究

为解决国内地方规范中水泥稳定再生粗集料级配范围较大的问题,以粒子干涉理论与最大密度曲线理论为基础,分析总结再生粗集料、天然细集料的比例及骨架密实型水泥稳定再生粗集料的合理级配范围,同时与地方规范推荐级配的水泥稳定再生粗集料的击实特性和抗压性能进行比较。结果表明:当天然细集料与再生粗集料含量之比为30%~60%时,粗集料间形成紧密嵌挤的骨架结构,内摩阻角大,天然细集料和水泥水化产物充分填充,黏聚力强,形成了骨架密实的水泥稳定再生粗集料,7 d无侧限抗压强度>3.0 MPa;水泥剂量为5%时,设计级配的水泥稳定再生粗集料的击实特性和抗压性能优于地方规范推荐级配。