风化料掺砾作为高坝心墙防渗体的研究

糯扎渡水电站料场天然风化料砾石易破碎,遇水软化明显。针对高坝心墙防渗要求,采用风化料人工掺砾可行性研究表明,掺砾及增加击实功能可提高土料的干密度,风化料控制掺砾35%和选用1 470 kJ/m3击实功能做为高坝填筑控制标准比较合理,并采用重型机具碾压密实,其渗透性能满足k小于1×10-5cm/s的要求,风化料的压缩模量和抗剪强度也有明显提高。建议心墙施工时应采用压实度控制,以确保工程质量。     

掺砾风化料渗透性能的试验研究

风化料已广泛应用于心墙防渗，影响掺砾风化料渗透性能的主要因素是颗粒级配，通过试验分析了掺砾风化料渗透系数随颗粒级配的变化特点，并给出定量结果。     

掺砾心墙料的中三轴渗透试验

为获得掺砾心墙料在复杂应力状态下的渗透性能,采用改进的中三轴仪进行了掺砾心墙料的渗透试验,研究了不同围压、土石比和水头差对掺砾心墙料渗透系数的影响。试验结果表明:土体围压越大,掺砾心墙料渗透系数越小,呈负指数形式递减;当围压增大到一定值时,土体很难被进一步压密,掺砾心墙料渗透系数基本不变;土石比越小,掺砾心墙料渗透系数越大,当砾石含量超过某一值时,掺砾心墙料渗透系数迅速增大;水头差较小时,不同的水头差对掺砾心墙料渗透系数几乎没有影响。     

两河口水电站心墙防渗料掺砾试验

为改善作为心墙防渗料的含砾低液限黏土的强度和变形性质,对两河口水电站300 m级心墙堆石坝防渗料进行掺砾研究,分别进行了击实试验和力学性质试验。试验结果表明:随着掺砾比增大,心墙防渗料的最大干密度逐渐增大,最优含水率逐渐减小;掺砾比为40%的心墙防渗料的变形和强度性质较好,临界水力梯度最高;掺砾比为30%和40%的心墙防渗料的渗透系数更接近规范要求。推荐两河口水电站心墙堆石坝心墙防渗料的掺砾比为40%。     

金沙江塔城水电站大坝黏土心墙掺合料特性研究

金沙江塔城水电站大坝为黏土心墙堆石坝,大坝所用土料多为纯黏土、含少量砾,其强度等物理力学指标不能满足高坝心墙防渗填料的要求,需掺砾提高或改善其物理力学性能。为此,选择代表性料场黏土料与其他各料场的砂砾料按不同的掺合比例,进行重型击实、大型压缩、中型三轴、渗透等试验。结果表明：黏土料在掺砾后其物理力学性能指标发生很大变化,当掺砾比例在60%时,掺后料具有低压缩性和较高的抗剪强度,各项物理力学指标均符合或基本符合规范要求,可以用做大坝心墙防渗料。     

糯扎渡水电站心墙料现场碾压试验及掺砾工艺研究

糯扎渡水电站心墙堆石坝坝高261．5m,同等坝型高度全国第一,世界第四。采用风化料掺硬岩（角砾岩或花岗岩）碎石料作心墙防渗料,国内尚属首次,国际上也不多见。在可行性研究及招标设计阶段,为论证风化混合料掺35％硬岩料（以下简称掺砾料）作为心墙防渗料的可行性、可靠性,进行了Ⅰ、Ⅱ期现场碾压试验及掺砾工艺试验研究,得出混合料天然含水率在14．5～23％范围的混合料掺入55％的角砾岩碎石料具有可掺性及可碾性,掺砾后心墙料压实性得到明显改善,通过混掺工艺试验确定掺砾料土石厚度比为0．5：1．05,不仅简化了施工工艺,而且心墙料的压实性、渗透性及强度可满足高心墙堆石坝的设计要求。     

高心墙堆石坝掺砾心墙料振动孔隙水压力计算模型研究

天然防渗土料一般无法满足200ｍ级以上超高心墙堆石坝强度和变形的要求,在超高心墙堆石坝建设时通常采用掺砾对天然防渗土料进行改性,以提高心墙料的强度和变形特性。在高地震烈度区,高心墙堆石坝的抗震安全性是重要问题,有效应力法是全面评价高坝抗震安全性的一种重要方法,而目前尚没有振动孔压模型可直接用于高坝掺砾心墙料的计算。根据研究揭示的掺砾土料振动孔压增长的增长规律和材料动力试验,提出一个超高心墙堆石坝掺砾心墙料振动孔压模型,模型能真实反应材料动力特性,而且参数确定方便,计算效率高。将模型应用于长河坝心墙堆石坝,得到了大坝地震过程中振动孔隙水压力和超孔压比的分布规律,为类似高土石坝工程建设提供了参考。     

满拉水利枢纽心墙砾质轻壤土工程特性研究

满拉水利枢纽大坝为宽心墙堆石坝 ,防渗心墙土料为宽级配砾质轻壤土。通过对土料的室内物理力学性质试验、现场碾压试验和系统试验成果分析 ,认为该土料具有较好的密实度 ,较高的抗剪强度和低压缩性。土料虽然具有含砾量不均 ,粘粒含量偏少 ,塑性较差 ,渗透系数偏大等缺陷 ,但只要作好反滤设计 ,合理确定施工参数 ,保证压实质量 ,完全可以满足防渗心墙的要求     

掺砾心墙料冻融循环试验研究进展

在季节性或者常年性冻土区心墙坝施工过程中,掺砾心墙料受冻融循环作用的影响,其强度、变形、渗透性等会发生改变,与冻融循环次数、冻结温度、含水率、围压及前期固结状态密不可分。目前,针对冻融循环下黏土力学性能的变化开展试验研究较多,而寒区的筑坝掺砾心墙料冻融特性研究相对较少,本文总结了部分黏土和掺砾心墙料冻融循环试验研究方面的成果,并对今后的掺砾心墙料试验研究工作提出合理化建议。     

心墙土料不同掺砾量性能研究

以某水电站开展的不同掺砾量心墙土料的物理力学性能研究为背景,深入探讨心墙土料在不同掺砾量的各项性能及相关性研究;随着掺砾量的增加,最大干密度增加,最优含水率降低,渗透系数增加(防渗性能降低),破坏坡降降低、压缩模量增大,力学性能提高。骨架形成点是心墙土料物理力学性能变化的显著判别点,可采取博弈原理对最佳的心墙土料进行判别确定,选取最佳掺砾量的心墙土料。     

泥岩风化料在龙虎水库大坝防渗心墙填筑中的应用

为了解龙虎水库大坝防渗心墙料(当地泥岩风化料)的压实情况,以便为大坝的填筑施工提供科学依据,对泥岩风化料进行现场碾压试验。试验结果表明,由于料源母岩以软岩为主,在碾压和击实过程中砾石破碎率大于30%,压实性满足设计要求;按碾压试验确定的参数施工,防渗性能满足设计要求;料场天然含水率高于且接近最优含水率,施工时不用调整含水率可直接上坝,但要立采混合均匀方可进行填筑;该土料渗透系数小于5×10-6cm/s,具有较高的抗渗透变形稳定性。经复核试验验证及蓄水检验,当地泥岩风化料在龙虎水库大坝防渗心墙填筑中的应用是成功的。     

胶结坝胶结砂砾石层面原位剪切试验研究

西江胶结坝为充分利用工程弃渣料,将弱风化料和强风化料均作为筑坝材料。胶结强风化料筑坝,其层间抗剪性能关乎大坝抗滑稳定,现场开展层间原位抗剪试验研究旨在得到抗剪断参数,验证大坝抗滑稳定。本文按照现行规范,对两组胶结砂砾石试件开展了原位抗剪试验。试验得到的两组胶结砂砾石层间抗剪断参数,经复核计算,大坝均是稳定的。试验还表明强风化料胶结砂砾石多为本体和层面混合剪断,弱风化料胶结砂砾石多为层面剪断;强风化料胶结砂砾石内摩擦角f′较大,抗剪断黏聚力c′较小。胶结砂砾石试件剪切变形属于脆性材料特性。本次试验成果可供千枚状绢云母板岩及变余层凝灰岩地区参考。     

高砾石土心墙坝心墙料加工技术

砾石土心墙堆石坝已逐渐成为世界高坝建设的主流坝型之一,砾石土心墙料加工是大坝施工的关键环节之一。从砾石土的筛分、级配骨料的加工、心墙料的掺合三个环节介绍了高砾石土心墙坝心墙料加工技术．对于高砾石土心墙坝施工具有指导意义。     

高砾石土心墙坝心墙料加工技术

砾石土心墙堆石坝已逐渐成为世界高坝建设的主流坝型之一,砾石土心墙料加工是大坝施工的关键环节之一。从砾石土的筛分、级配骨料的加工、心墙料的掺合三个环节介绍了高砾石土心墙坝心墙料加工技术,对于高砾石土心墙坝施工具有指导意义。     

砾质土心墙料蠕变对坝体应力变形的影响

针对砾质土蠕变特性的研究成果较少,原因在于砾质土含有大量渗透性较低的细粒,大试样固结排水效果差,难以获得较好的蠕变试验成果。采用在砾质土大型三轴试样中钻孔灌砂以加速试样的排水固结的方法,进行了某高土质心墙堆石坝砾质土心墙料的蠕变试验,获得了砾质土心墙料的蠕变模型及参数,建立了高心墙坝的三维有限元模型,采用非线性有限元研究了砾质土心墙料蠕变特性对坝体应力变形的影响。研究成果表明:九参数幂级数蠕变模型能较好地描述砾质土的蠕变特性;上、下游坝壳的蠕变对心墙自身变形的影响较小,需要在坝体应力变形计算中考虑心墙料蠕变的影响;当心墙料的蠕变速率快于周围堆石体时,蠕变效应会进一步增加心墙拱效应,反之,蠕变效应会减小心墙拱效应。     

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。     

土石坝心墙应力变化对渗透系数的影响研究

试验和现场监测均表明,土石坝心墙的渗透系数并非是一个常数,而是随着其应力状态和密度的变化呈一定的空间分布。一般而言,心墙土在填筑过程中渗透系数的空间变化因自重荷载大小而产生,密度大的下层土渗透系数小于上层土;不同应力状态下,渗透系数也有一定规律。根据某土石坝心墙土料的等向压缩试验确定心墙各高程处的实际密度,基于该土料在不同密度条件下的渗透系数试验成果,确定各高程处心墙的实际渗透系数。考虑上述土料渗透系数的空间变化后,开展心墙孔压、应力状态的有限元数值模拟。将该结果与常规心墙采用单一渗透系数的计算方法对比发现,考虑心墙渗透系数的空间分布,能够更合理地反映心墙的实际孔压分布和应力状态。     

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。