砂基中泥浆盾构法隧道施工开挖面稳定性试验研究

 通过模型试验，对泥浆盾构施工中泥浆维持开挖面稳定的力学机理，开挖面前缘土体的应力变化规律，泥浆压力作用机理及泥皮形态进行了研究，提出了中粗砂地基中临界泥浆压力 公式。     

堆石料工程特性试验研究

堆石料是土石坝的主要筑坝材料,也是土力学的主要研究对象之一.根据水布垭工程在堆石料方面的试验工作总结,介绍了堆石料剪胀性、蠕变性、试验成果的不确定性方面的研究成果.并建立了相应的蠕变模型,工程实践表明,实验室试样的蠕变过程有可能短于堆石料工程(如堆石坝体)的蠕变过程,堆石料的蠕变表现出与颗粒聚合体的尺度密切相关.     

水布垭高砼面板堆石坝非线性和弹塑性分析

 主要介绍采用二维非线性和三维弹塑性有限元法对水布垭高砼面板堆石坝进行应力变形分析研究的成果。研究成果论证了设计方案的合理性和可行性。弹塑性模型由于能反映材料在高压应力条件下的剪缩特性，因而其成果更合理些。     

堤防半封闭式防渗墙防渗机理及设计参数研究

半封闭式垂直防渗墙是目前堤防加固工程中较为广泛选用的一种堤基防渗方式，但墙底的防渗依托层（弱透水层）的厚度和渗透性应满足一定的要求才能起到有效的截渗作用。对此类防渗墙的适用条件、防渗机理以及相关的设计参数（如墙体厚度、贯入深度、布置位置等）进行了研究，提出了相应的设计方法和简便实用的设计公式，最后介绍一个工程设计实例。     

土石坝工程领域的若干创新与发展

我国高土石坝数量居世界之首,保证高坝大库建设与长期运行安全是国家经济和公共安全保障的重大需求。系统总结了长江科学院近年来在土石坝工程领域的若干创新与发展。提出了基于“旁压模量当量密度法”的粗粒料级配相似理论试验方法;介绍了研发的系列CT三轴仪,实现了粗粒料组构要素的定量测量;提出了三轴试验中加载板与试样之间由滑动摩擦变为滚动摩擦、整体式接触变为分散式接触的减摩新方法,研发了相关减摩装置;研制了大尺寸、高压力、微摩擦、刚柔复合加载的土工真三轴仪;揭示了粗粒料真实三维应力条件下的强度与变形变化规律、湿化与蠕变变形特性;构建了粗粒料三参量非线性K-K-G剪胀模型、六参数湿化模型、九参数蠕变数学模型及相应的参数确定方法;基于当量密度法的原创思想,提出了利用旁压试验间接确定超百米级深厚覆盖层现场密度的试验方法。上述研究成果可为高土石坝工程建设提供重要科技支撑。     

南水北调中线工程科研综述

南水北调中线工程是一项复杂的巨系统，长江科学院是该工程科研的主要依托单位，主要工作集中在丹江口大坝加高工程和穿黄工程。针对交叉建筑物中的泥沙问题，重点开展了穿黄工程与穿黄河段的河势、防洪问题研究。围绕穿黄工程与河势、防洪问题，采用现场调查、原型资料分析、实体模型试验、数学模型计算等多种方法，对穿黄河段河床演变规律、穿黄工程线路、隧洞与渡槽方案比选、可行的缩窄宽度、最大冲刷深度、相应的治导工程等进行了论证。在不同设计方案、不同的边界和洪水类型条件下，在4座不同比尺的泥沙模型上，进行了57组泥沙模型试验，同时开展了2个二维数学模型计算。几乎涵盖了所有工况的组合。在全面回顾以往科研工作的基础上，对下一步宜开展的科研工作进行了论述。     

千枚岩碎屑土三轴试验剪切带扩展性状的CT研究

土体剪切带的产生和发展是岩土工程界一直关注的问题。对千枚岩碎屑土进行了固结排水剪切试验,并在试验过程中采用CT可视化技术进行了实时监测扫描,得到同一断面位置不同应变条件下的系列CT切片,从CT切片中可观测到试样随应变的增加而出现的明显的剪切带。采用CT技术真实再现了三轴试样在轴向力作用下,局部裂纹扩展逐渐贯穿形成完整剪切带的过程。对CT切片进行了7个区域的CT数平均值和CT数标准差统计,分析认为,轴向应变在3%~10%范围内是剪切带形成和发展的主要阶段,在应变3%前试样主要被压缩,在应变3%后试样在偏应力的作用下逐渐出现微裂隙,并随应变的增加,微裂隙越来越明显。CT数统计值出现微裂隙的应变和宏观观测到微裂隙的应变不对等,在判断剪切带微裂隙出现应变上建议以CT数统计值为准值。     

堆石料颗粒破碎的分形特性

对伊江上游其培水电站大坝垫层料进行4组高围压大型三轴试验,依据试验前后粒径分布资料,通过建立分形模型,研究堆石料的破碎分形特性.结果表明,试验所用的2种堆石料在颗粒破碎后的粒径分布均有良好的分形特性,破碎分形维数为2.612 7～2.723 2,垫层料下包线的破碎分形维数明显小于垫层料平均线.相同的密度下,随着围压的增加,堆石料破碎分形维数增大,且增大的趋势具有阶段性:当围压较低时,破碎分形维数变化较小;围压升高时,颗粒破碎率增加,破碎分形维数上升的幅度加大.在相同的围压下,破碎分形维数随着密度的增加而增大.破碎分形维数反映了颗粒破碎后粒径的大小,分布的均匀程度,分形维数越大,破碎量越大,并与Marsal颗粒破碎率存在较为显著的线性回归关系.     

“5·12”汶川地震对土石坝的损害及应急处置

基于四川汶川地震灾区开展水库震损核查工作的实践,归纳了土石坝的震损现象,指出了各自的危害,初步分析了产生的原因,提出了应急处置措施,包括实际已采取的措施,以及从专业理论角度考虑可以采用的措施,针对有关研究和震区水利工作提出了建议。由于不可能在短期内对震损大坝做到彻底加固,每个震损工程都由地方政府领导作为责任人,配备专人观察水库的运行情况和震损现象的发展,制定了水库下游人员撤离的预案,以防止大坝溃决造成人员伤亡。     

水布垭面板堆石坝坝体分区优化有限元分析

采用三维弹塑性数值分析的方法，对水布垭面板堆石坝坝体主堆石和次堆石分区进行方案比较和优化分析。三维弹塑性有限元计算分析表明：将主次堆石区分界线移到上游侧，坝体应力、变形、面板应力、变形以及接缝的位移并不产生显的增加，面板坝处于安全状态。水布垭面板堆石坝主次堆石分界线偏向上游的优化方案在技术上是可行的。