胶凝砂砾石坝剖面设计研究

结合胶凝砂砾石材料力学特性及坝体剖面设计理论,研究胶凝砂砾石坝的剖面形式及相应的控制标准。按土石坝设计理论:当胶凝砂砾石材料抗压强度低于3 MPa时,坝体剖面形式属于土石坝断面形式,应按土石坝设计理论进行设计;当材料抗压强度大于6 MPa时,坝体剖面形式属于重力坝断面形式,应按重力坝设计理论进行设计;抗压强度为3~6 MPa时,剖面设计既要考虑坝体整体稳定性、坝体应力状况,又要考虑坝坡的自身稳定及坝体局部抗剪强度。按重力坝设计理论:当胶凝砂砾石材料抗剪强度指标足够大时,需控制坝踵处不出现拉应力,最经济剖面为直角梯形;随着坝体抗剪强度指标的降低,最经济剖面逐步由直角梯形向对称梯形过渡,此时稳定安全系数和坝踵拉应力都需要控制;当胶凝砂砾石材料抗剪强度指标过低时,采用对称梯形剖面,此时坝体不会产生拉压力,需控制坝体整体稳定安全系数满足规范要求。     

胶凝砂砾石坝抗震特性及其地震作用计算方法

胶凝砂砾石坝具有独特的结构型式,且由低强度材料填筑而成,因此其动力特性和抗震性能具有独自的特征。采用时程动力法,计算分析了胶凝砂砾石坝的动力特性及地震响应规律,探讨了坝体材料、基岩刚度以及坝高变化对该类大坝地震动力响应的影响规律。研究结果表明,与同等高度混凝土重力坝相比这种坝的地震动力响应明显较小,即使在强震作用下,坝体地震动应力仍处于较低水平;胶凝砂砾石坝具有明显不同于重力坝的动力特性和地震响应规律,按现有重力坝拟静力法不能正确计算胶凝砂砾石坝的地震作用效应。在大量分析成果的基础上,研究提出适用于该坝的地震动态分布系数和动水压力分布系数计算方法,可方便用于坝体地震惯性力和坝面动水压力的计算,为采用拟静力法进行该坝抗震设计工作提供了参考依据。     

胶凝砂砾石筑坝技术进展及西部高寒高海拔地区应用展望

胶凝砂砾石坝是近年来国际坝工界结合碾压混凝土重力坝和混凝土面板堆石坝的优点发展起来的一种新坝型.本文首先阐述了胶凝砂砾石坝思想的起源与发展,然后从筑坝材料、应力分布和施工特性等方面对当前国内外典型胶凝砂砾石坝的技术特性进行了归纳总结,说明了胶凝砂砾石配合比设计、坝体设计和施工参数的关键点,以及当前胶凝砂砾石坝发展过程中存在的误区.将胶凝砂砾石坝首先在西部高寒高海拔河流上游中低坝工程中应用,然后加以推广是该坝型未来发展的主要努力方向.     

莆田西音水库胶凝砂砾石坝施工工艺试验

该文阐述莆田西音水库胶凝砂砾石坝试验场地布置、材料配合比及施工工艺，通过试验结果分析确定坝体胶凝砂砾石材料碾压机械设置、碾压层厚、最佳碾压遍数等工艺指标；检验胶凝砂砾石材料力学强度与耐久性能，探索防渗体富浆胶凝砂砾石材料与坝体胶凝砂砾石材料同步施工同步上升、骑缝碾压收面等施工工艺，为西音水库胶凝砂砾石坝施工提供技术参考。     

胶凝砂砾石的配料及拌和质量控制措施与质量评定方法初探

胶凝砂砾石坝是设计理念和施工方法介于碾压混凝土坝与面板堆石坝之间的一种新坝型。该文根据工作实践,阐述对胶凝砂砾石坝施工质量关键点配料拌和的质量控制方法和胶凝砂砾石质量评定公式的思考,供胶凝砂砾石坝建设参考。     

胶凝砂砾石仓拌法施工工艺研究

胶凝砂砾石坝是介于散粒材料坝和混凝土坝之间的一种新坝型，可就地取材，快速施工，同时对筑坝材料、施工工艺以及坝基的要求较低，大坝施工基本实现零弃料，具有漫顶不溃、经济节约、安全可靠等优点。为了扩大胶凝砂砾石填筑材料在堤防、围堰、塘坝等方面的施工适用性，结合守口堡水库枢纽项目的施工经验，参考公路工程路拌法施工工艺，进行了胶凝砂砾石仓拌法施工工艺研究，为胶凝砂砾石的施工开拓了新方向，有助于大力推广胶凝砂砾石的应用。     

胶凝材料坝在夹山水库中的应用

胶凝砂砾石坝是介于混凝土(含碾压混凝土)坝和土石坝之间的刚性坝,其筑坝材料是使用少量的胶凝材料和工程现场不筛分、不水洗的砂、砾、石料,通过简易拌合,经摊铺、振动碾压或浇筑振捣形成的挡水大坝。具有骨料粒径要求低、水泥标号低、水泥用量少的优点,大大降低了坝体填筑料的单价。考虑在夹山水库中研究胶凝砂砾石坝进行筑坝以节约投资。     

基于非线性损伤本构模型的胶凝砂砾石坝超载分析

为揭示胶凝砂砾石坝损伤机制,基于胶凝砂砾石力学特性和应变破坏准则建立其非线性损伤本构模型,编制了相应的程序,并采用室内试验验证了该模型的合理性。采用该模型对胶凝砂砾石坝进行超载数值模拟,研究其坝体应力、结构破坏过程,结果表明胶凝砂砾石坝在超载后坝踵、坝趾均存在破坏风险,其中坝踵开裂风险较大。基于损伤本构模型进行超载分析还可知,胶凝砂砾石坝破坏模式为坝体和坝基材料变形不协调,使得随着超载倍数增大,坝体、坝踵产生屈服损伤,并逐渐开裂,裂纹沿上游建基面向下游扩展,而线弹性模型模拟无法获得该规律,因此基于非线性损伤本构模型的胶凝砂砾石坝受力分析可预测结构的失效模式,为结构设计提供依据。     

胶凝砂砾石坝在水库工程建设中的应用

为探索胶凝砂砾石坝在水库工程中应用的可行性及控制要点,对胶凝砂砾石材料性能展开试验,并对设计强度和配合比进行分析;进而对某中型水库工程中胶凝砂砾石坝的施工要点展开分析探讨。结果表明,胶凝砂砾石坝作为新坝型,其梯形断面应力更加均匀,在非常工况下抗剪断安全系数高,抗压强度大,施工速度快,施工质量好,综合投资也比传统坝型节省少,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。     

西音水库胶凝砂砾石坝设计综述

胶凝砂砾石坝作为新坝型,利用河道天然砂砾石料筑坝,具有应力分布均衡、施工快速,节省工程投资等特点。西音水库工程坝址附近具有天然砂砾料,通过外业勘探及室内试验,天然砂砾料满足筑坝要求。结合莆田西音水库工程实例,通过坝体断面稳定和应力计算,胶凝砂砾石材料试验,防渗结构研究,材料试验研究等工作,对该工程胶凝砂砾石坝设计方案及技术要点进行设计经验总结,供类似工程参考。     

守口堡水库大坝胶凝砂砾石垫层接触面抗剪强度试验及分析

胶凝砂砾石坝是在面板坝和碾压混凝土重力坝基础上发展起来的一种新坝型,大同市守口堡水库大坝是国内首次在永久工程中应用胶凝砂砾石材料筑坝技术的工程实例。为满足设计技术要求,进行了坝基混凝土垫层与第一层胶凝砂砾石垫层接触面及两层胶凝砂砾石垫层接触面之间的饱和抗剪断和纯摩试验,并提出相应的抗剪强度参数。结果表明:试件龄期及其浇筑质量对抗剪强度参数影响显著,建议加强胶凝砂砾石运输、浇筑等关键环节的质量控制,防止骨料产生分离,保证大坝坝体具有可靠的抗剪强度。     

胶凝砂砾石坝坝坡比分析研究

胶凝砂砾石坝属于新型筑坝技术,坝坡比是胶凝砂砾石坝断面设计的重要参数,直接影响工程的安全性和经济性,应通过坝体抗滑稳定性和应力分析来确定最优坝坡比和坝体断面。通过和面板堆石坝、碾压混凝土重力坝坝坡比的对比,结合胶凝砂砾石坝坝体受力特征分析,对胶凝砂砾石坝在基本荷载组合条件下的坝坡比进行了理论分析和研究。胶凝砂砾石坝设计初期,类似Ⅳ类硬质岩的坝基地质条件,且材料设计抗压强度6.0 MPa、坝高小于70 m时,胶凝砂砾石坝综合坝坡比可在1.2~1.3之间初选;上游坝坡比宜大于1∶0.3、小于1∶1.0;下游坝坡比宜大于1∶0.5、小于1∶1.0。在综合坡比一定时,将坝体设计为对称梯形断面对坝体抗滑稳定有利;将坝体设计为上游坝坡比小、下游坝坡比大的非对称梯形坝对降低坝体主应力水平有利。     

胶凝砂砾石坝基础设置问题研究

通过三角形重力坝和胶凝砂砾石的应力强度对比,结合守口堡水库胶凝砂砾石坝的设计和施工经验,对胶凝砂砾石坝的基础设置进行了探讨。与三角形重力坝相比较,梯形胶凝砂砾石坝基底应力水平比较低,对基础条件要求更灵活,使得坝高超过50m的大坝设置在弱风化层上部成为可能;高度较小的胶凝砂砾石坝设置在具有足够承载力的强分化层中、上部岩基上,甚至在砂卵石层上也成为可能。从守口堡胶凝砂砾石坝的施工经验来看,大坝基础垫层材料采用富浆胶凝砂砾石较常态混凝土有利,建议垫层骨料最大粒径不超过80mm;为提高层间结合能力,掌握好胶凝砂砾石的初凝时间,及时进行上层摊铺、碾压是很有必要的。     

那恒水库CSG坝体及坝基弹模变化影响分析

胶凝砂砾石坝(简称CSG坝)是一种新坝型,其基本剖面是上下游坝坡大致对称的梯形,筑坝材料采用价格低廉的低强度胶凝砂砾石料,CSG坝具有施工简便、造价低廉、对环境负面影响小等特点。本文以那恒水库工程为例,采用有限元数值模拟方法,分别计算分析了坝体及坝基弹性模量变化对大坝应力及变形的影响。     

胶凝砂砾石质量控制要素及方法综述

守口堡水库胶凝砂砾石坝是一种新型材料试验坝。目前,这种新型坝型的质量控制尚无固定的规范和标准,需要在施工实践中探索与总结,文章以守口堡水库大坝的胶凝砂砾石质量控制为对象,分胶凝砂砾石原材料质量控制、胶凝砂砾石拌合物质量控制、胶凝砂砾石施工现场质量控制、胶凝砂砾石强度检验和评定4个步骤进行质量控制。     

胶凝砂砾石坝防渗措施及应力分析

由于胶凝砂砾石材料抗渗性能较差,采用其筑坝时需专门设计防渗措施进行坝体挡水。本文对胶凝砂砾石坝钢筋混凝土面板防渗措施,及新提出的高强度胶凝砂砾石面板和高强度胶凝砂砾石面板下铺设复合土工膜两种新型防渗措施进行渗流分析、考虑渗流作用的应力分析。计算结果表明:钢筋混凝土面板防渗效果较好,高强度胶凝砂砾石面板防渗效果较差;钢筋混凝土面板主应力最大、坝趾应力集中较为明显,高强度胶凝砂砾石面板和高强度胶凝砂砾石面板下铺设复合土工膜应力分布较为均匀。     

胶凝砂砾石坝层面效应及其稳定性研究

以莆田萩芦溪西音水库工程拟建胶凝砂砾石坝为例,概化出静力刚体极限计算模型,并按建基面及不同高程处胶凝砂砾石填筑面进行坝体抗剪断系数与上下游垂直正应力计算分析。结果表明：同一水位荷载时,上游面垂直正应力随胶凝层面所处坝体高程位置升高而减小;当胶凝层面位置一定时,上游面垂直正应力随荷载水位升高而存在降低的趋势。坝基面抗剪断系数及坝踵处正应力随库水位升高而减小,坝趾处正应力随库水位升高而增大;工程建设及正常营运过程中,建议采取相应措施监测及检测胶凝砂砾石坝层面效应。     

胶凝砂砾石材料力学特性、耐久性及坝型综述

总结了胶凝砂砾石材料力学特性、胶凝砂砾石坝数值分析方法、坝体基本剖面设计原则,以及其在温度变化及冻融影响下的耐久性等,介绍了胶凝砂砾石材料本构模型研究、力学模型试验及坝体剖面设计研究主要成果。胶凝砂砾石材料受胶凝材料用量、含砂率、水胶比、骨料级配、围压及龄期等多种因素影响,国内外学者通过单轴或三轴试验取得的成果缺少系统性和相关性。只有在考虑各种影响因素的情况下,通过全面系统的拉、压试验和三轴剪切试验,才能真正了解胶凝砂砾石材料的力学特性及强度变化规律。     

砂岩与卵石混合骨料胶凝材料坝现场变形直剪试验研究

抗剪和变形指标是胶凝材料坝设计中重要的参数,笔者结合金鸡沟水库大坝砂岩与卵石5∶5掺配的混合骨料胶凝材料坝稳定及应力应变复核计算需要,开展了砂岩骨料掺50%、60%、70%混合骨料胶凝材料和胶结堆石4种坝体现场变形和抗剪试验研究。研究表明:为保证胶凝砂砾石块坝均匀密实,一是要加强施工质量的控制,保证坝体施工铺填均匀,碾压得密实;二是控制砂岩骨料掺量。因此,胶凝砂砾块石坝,尤其是砂岩与卵石混合骨料胶凝材料坝抗剪和变形指标能满足中低坝应力应变及稳定之需,可以推广使用。     

胶凝砂砾石坝水工设计技术浅析

胶凝砂砾石坝水工设计技术主要有水利枢纽工程设计目标的确定、大坝类型与坝轴线的选择、坝体构造的确定、坝体断面设计、胶凝砂砾石配合比设计、防渗体系设计、排水系统和止水设施的确定,对上述技术的要点,笔者逐一作了简述,可供相关设计技术人员参考。