土石坝掺砾心墙料的压缩特性研究北大核心CSCD

土石坝施工完成后的坝体沉降变形是工程上重要的关注点。本文选用一种风积土料和一种花岗岩砾石料,对掺砾土料的压缩特性开展试验研究,探讨掺砾比例、应力等级以及压实度对掺砾土料压缩特性的影响规律。试验结果表明:心墙土料掺砾后压缩性有着明显的改善,土料压缩模量随竖向应力的增大而提高,但随着竖向应力的持续增大,压缩模量的增加速度逐渐减小;掺砾比例和压实度均对土料压缩模量有较为明显的影响,随着掺砾比例和压实度的增加,压缩模量基本呈现随之提高的变化规律,但也发现过高的掺砾比例将会因砾石受到竖向应力产生颗粒破碎而使压缩模量降低;掺砾土料的孔隙比随竖向应力的增大而减小,低应力条件下孔隙比减小的速率较快,高应力条件下孔隙比减小速率下降并趋于稳定;结合掺砾后压缩模量的变化规律,对坝体不同高度处心墙掺砾比例的优化调整进行了探讨。     

增强土料击/压实性能的试验研究

本文针对土料/坝料等填方工程在密实化处理时常见的含水量控制难题,提出一种新的解决方案:向土料中添加改良剂,以提高其填筑性能。笔者选择长链有机化合物(LAS)对黄土进行改良,通过击实实验成功验证了改良的可行性。经过改良,处理土样时对含水量的要求有大幅降低,可在较大的含水量区间进行夯击处理,且改良后土样的击实干密度在较大的含水量区间均大于未改良土样的最大干密度。在低密度时,改良样的渗透系数略大于未经改良重塑土样的渗透系数,随着干密度的增加,两者基本相同,证明此改良方案是适合坝料的。改良之后的土样随着渗透时间历程的增大,渗透性表现为不断减小的趋势。通过工艺条件的对比控制,分析确定最优的施用工艺。     

寒区负温环境下筑堤砂土压实性能研究

通过开展砂土在环境温度分别为-10℃、-15℃和-20℃的击实试验,研究了冬季条件下砂土料在土温、环境温度、含水率及压实功影响下的压实性能。同时在堤防冬季施工过程中采用同种土质进行了现场碾压。结果表明,负温条件下击实未冻土料存在最大干密度和最优含水率。随着环境温度的降低,土体干密度表现出略微下降的趋势。对于碾压机械一定条件下,击实试验中的击实次数与冬季施工的碾压遍数存在较好的相关性。然而对于已冻土料,随着含水率的增加和土温、环境温度的降低,干密度表现出明显的下降趋势;并且随着含水率的增加,需要相当大的压实功才能使已冻土料达到要求的干密度。在冬季施工中,对于碾压机械一定条件下,根据不同负温下的压实功能够推求出压实已冻土所需的碾压遍数,以确保压实质量。     

室内土工击实试验优化的探讨

本文阐述了击实试验标准做法,通过室内轻型击实试验的工程实践,提出了无需测风干含水率、塑限含水率和计算每点的配水量,而是在起始配水量基础上用加水量差为40 ml水配制试样进行击实,并从理论上证明了其可行性,,通过该方法的改进,使得击实试验流程简化,易于操作,以期对土工试验人员有所帮助。     

不同填料的室内击实试验特征及试验成果

用作地基与筑坝的填料，必需经过压实，以提高填料的抗剪强度、降低压缩性、减小渗透性。室内击实试验是为工程设计和现场施工提供有关压实参数的主要试验方法之一。现将不同填料的室内击实试验特征及试验成果简要介绍如下。     

土的击实试验探讨

本文分析了对室内击实试验成果的主要影响因素,同时也对室内击实试验击实功能的标准进行了讨论。     

运行条件对换流变压器油纸绝缘油流带电特性的影响

为揭示运行条件对换流变压器内部油流带电特性的影响规律,在实验室开展了典型平板电极结构下油纸绝缘油流带电特性的研究,并分析了温度、含水率和外施直流电压幅值对冲流电流的影响机理。试验结果表明:无外施电压时,冲流电流随含水率的增加呈减小趋势,随流速和温度的增加呈增大趋势;在外施直流电压下,冲流电流随外施电压幅值和温度的增加呈增大趋势;在低温和低外施电压下冲流电流随含水率的增加呈先增大后减小趋势,而在高温或高外施电压下冲流电流随含水率的增加呈减小趋势。理论分析表明:无外施电压时,温度和含水率通过影响绝缘纸板中离子扩散系数和油侧双电层厚度来影响油流带电特性;外施直流电压会加速绝缘纸板中离子的迁移速度,进而引起低含水率下油纸绝缘中冲流电流的显著提高;冲流电流与油纸绝缘中离子数密度和离子迁移率密切相关,温度及含水率的变化会造成油和纸板中离子数密度和离子迁移率的变化存在较大的差异,进而对油纸绝缘油流带电特性产生影响。     

下击暴流风雨共同作用下输电塔荷载特性的数值模拟

为了进行下击暴流风雨共同作用下输电塔的响应特征和失效模式分析，采用CFD（计算流体动力学）数值模拟方法研究了下击暴流风电场中输电塔的风雨荷载分布特性。基于SST（剪切应力输运）k-ω湍流模型模拟下击暴流三维风电场特性，通过与现有数值模拟和实测结果进行对比，验证了下击暴流风电场模拟结果的合理性。以某钢管输电塔为例，在下击暴流风电场中建立输电塔精细化数值模型，选择合适的风驱雨参数，模拟获得输电塔风雨荷载分布特性。研究结果表明：下击暴流风电场中，水平风速随高度增加呈现先增大后减小的趋势，于10～30 m高度处达到最大，而后逐渐减小。输电塔体型系数随来流风向变化，雨荷载在高度较低的近地面处达到最大。     

纳米氧化铝改性绝缘纸板的介电特性分析

为研究陷阱参数对纳米氧化铝(Al_2O_3)改性绝缘纸板介电特性的影响,该文利用实验室小型造纸设备制备出纳米Al_2O_3改性纸板,研究了其介电特性随纳米掺杂比例的变化规律。借助热刺激电流(thermally stimulated current,TSC)法测量了不同纳米掺杂比例下改性纸板的陷阱参数;通过建立纤维素中纳米颗粒的多核模型,分析了陷阱参数对改性纸板介电特性的影响机理。试验结果表明:改性纸板的电导率、相对介电常数及介质损耗因数随纳米掺杂比例的上升先减小后增大,而直流击穿场强则先增大后减小,并在掺杂比例为2.5%时出现最大值;同时,其电导率在高掺杂比例下随电场强度的增加表现出明显的非线性特性;借助能带理论分析得出,改性纸板体系中陷阱深度与陷阱密度随纳米掺杂比例的上升呈先增大后减小的趋势,与热刺激电流测试结果相符,且随陷阱深度和密度的增加,改性纸板击穿场强上升、电导率下降。以上结果表明,陷阱参数是影响改性纸板介电特性变化的主要原因。     

砂卵砾石料强度及变形大型三轴试验研究

对不同相对密度的双江口心墙坝覆盖层砂卵砾石料,进行了各向等压固结排水剪切试验,研究了相对密度对砂卵砾石料的强度及变形性质的影响,结果表明:砂卵砾石料的线性强度指标Ф及非线性强度指标Ф0、△Ф均随相对密度Dr的增加而增大,且Ф0及△Ф与Dr之间均存在良好的线性关系;随着相对密度的增加,试验得到的砂卵砾石料的体变(压缩)量减小,而剪胀性则增大;砂卵砾石料的割线模量及破坏时的泊松比均随相对密度的增加而增大。根据试验数据总结了割线模量E1与Dr、围压σ3之间的关系式,以及破坏时的泊松比V1f与相对密度Dr、围压σ3之间的关系式,据此可作为砂卵砾石变形大小的判断标准。     

实时监控下考虑料源不确定性的堆石坝压实质量评估

影响堆石坝碾压质量的因素包括碾压参数(包括碾压速度、激振力状态、碾压遍数、压实厚度等)与料源参数(包括含水率、不均匀系数、曲率系数等),堆石坝施工质量实时监控技术提供了全仓面任意位置的碾压参数,而料源参数难以实时监测且存在较大不确定性,因此导致了仓面压实质量的评估也存在一定的不确定性。本文以仓面试坑试验数据为基础,利用多层前向人工神经网络建立碾压参数、料源参数与压实质量标准(干密度值)之间的非线性映射关系,采用改进的Bootstrap方法产生仓面任意位置处的料源参数,结合碾压监控成果,对仓面任意位置处的干密度进行拟合。结果表明,仅以碾压参数得到的仓面干密度的拟合值偏高,且分布较为集中,而结合料源参数与碾压参数的仓面干密度的拟合值分布较为分散,具有更大的不确定性,能够更加客观地评估仓面压实质量,避免了仅以碾压参数评估以及试坑试验的片面性。     

高寒地区火电厂碎石碾压垫层地基处理技术应用

内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2×600 MW机组主厂房等区域地基处理工程采用碎石碾压垫层技术进行换填,填料选用一次性粉碎过70 mm以下自然级配碎石进行换填,并在冬季进行施工.施工过程中对级配碎石各项指标、垫层铺筑、垫层碾压顺序及碾压方法等应严格按照要求执行,并对施工过程中的含泥量、密度、含水量及压实系数进行监测.机组投产后的观测数据显示,厂房地基沉降量均符合规范要求.该工程的成功实施,证明在北方高寒地区厂房地基处理工程采用碎石碾压垫层技术是可行的.     

水雾化法AgSnO2（12）粉末压坯烧结工艺探讨

摘要：采用水雾化法制备掺杂Bi、Cu元素的AgSn合金粉末,氧化后在不同单位成型压力条件下成型,然后在马弗炉中分别于880、900、920℃下烧结2、4、6h,考察了单位成型压力、烧结温度和烧结时间对材料致密度和硬度的影响。结果表明,提高单位成型压力和烧结温度、增加烧结时间可以提高材料的致密度和硬度。     

非饱和砾石土心墙料渗透变形的试验研究

开展了砾石土心墙料的渗透变形试验，对比了砾石土是否饱和、水力坡降提升模式等对抗渗能力的影响，重点研究了土样不预先饱和、直接施加高水力坡降时的渗透变形特性，同时对比了小于5 mm的细粒含量、是否布置反滤等的影响。饱和状态对砾石土高水力坡降作用下的抗渗能力影响较大，预先饱和的砾石土能够承担较大坡降而不发生管涌破坏，而不预先饱和的砾石土则可能发生管涌破坏。在承受单级快速施加的较大坡降时，不预先饱和的砾石土均发生渗透破坏。施加的坡降越大，则细颗粒开始被带出的时间和破坏时间越短。细粒含量降低会导致不预先饱和土样抗渗坡降的下降。当砾石土干密度、初始含水量相等时，破坏水力坡降随细粒含量下降而减小。有反滤保护后砾石土抗管涌破坏能力明显提升，但低细粒含量的土料仍可能发生管涌破坏。     

心墙胶结砾质土力学性能及耐久性试验研究

如何有效改善心墙拱效应是高心墙堆石坝建设中亟需解决的重要问题。通常采用砾质土以提高心墙的变形模量,但对于300 m级高坝,砾质土心墙拱效应仍较为明显,而更多掺砾,可能会导致心墙防渗性能下降。本文研究常见的三种固化剂掺加下胶结砾质土作为高心墙坝料的可行性,分析了固化剂类型和掺量对胶结砾质土力学性能和耐久性能的影响,利用扫描电镜分析了不同胶结砾质土性能差异的原因。试验结果表明,HAS?胶结砾质土表现出了更高的抗压抗拉强度、更大的变形模量和更好的韧性,且抗渗性和抗冻性最优,致密性高。故将HAS胶结砾质土作为高心墙坝料,可在不增加掺砾的情况下提高心墙的变形模量,有助于降低心墙拱效应,为超高心墙堆石坝心墙坝料选择提供一种新的可能。     

糯扎渡高心墙堆石坝心墙砾石土料变形参数反演分析

采用室内中型三轴试验和现场碾压载荷试验对糯扎渡高心墙堆石坝心墙砾石土料的变形特性进行了研究。试验结果表明，采用掺入35％花岗岩碎石的风化混合土料作为心墙防渗土料是合适的，掺入的碎石料可显著提高心墙土料的变形模量，这对减少心墙和堆石体的不均匀沉降和拱效应，防止心墙发生水力劈裂是十分有益的。对现场载荷试验进行了基于神经网络和演化算法的位移反演分析，在有限元计算中提出了通过给定加载函数初始值来描述坝料由碾压过程所致的初始超固结状态的方法。研究结果表明，对糯扎渡心墙砾石土料，由室内三轴试验和现场载荷试验得到的变形特性基本一致。     

软岩堆石料的物理力学性质

本文根据大坳，鱼跳，盘石头和十三陵上池面板堆石坝的软岩堆石料及水市垭风化料的室内及现场试验资料，探讨了软岩料的物理务学性质，试验结果表明：软岩堆石料经过多次降雨，暴晒过程或填筑碾压后，岩块发生崩解和破碎，级配细化；软岩堆石料在最优含水率条件下，可达到较高的压实干密度，压缩性属低压缩性，抗剪强度比硬岩堆石料低。