两河口水电站砾石土料击实特性及质量控制标准研究

为获取心墙砾石土料原级配全料击实试验数据及填筑质量控制标准,比较了两种级配状态下全料压实度与粒径小于20 mm的细料压实度的对应关系,进一步验证了大坝心墙砾石土料压实度控制指标的合理性。阐述了在使用φ800超大型击实仪和φ300大型击实仪试验中掌握砾石土料击实特性的过程,确定了填筑质量控制标准。     

糯扎渡心墙堆石坝超大粒径掺砾土料击实特性及压实质量检测方法研究

糯扎渡心墙堆石坝心墙防渗土料由天然混合土掺入35%的人工碎石而成,最大粒径达150mm。超大粒径掺砾土料应用于260 m级高土石坝在国内尚属首次,其全料击实特性、细料压实标准、压实质量检测方法等均无先例可循。本文在使用直径600 mm的超大型击实仪进行全料击实试验中,掌握了掺砾土料的击实特性,确定了填筑压实标准,研究应用了全料、细料压实度检测方法。     

黏性粗粒土压实特性试验研究

为研究黏性粗粒土压实特性的影响因素,采用自制大型击实仪对不同级配的黏性粗粒土进行不同击实功的击实试验。结果表明:粒径大于5 mm的砾石含量P5是影响黏性粗粒土最大干容重的重要因素,当P5的含量为40%~65%时能获得最佳压实效果;黏性粗粒土最优含水率与P5含量呈良好的线性相关关系,粗粒颗粒级配越差,颗粒越均匀,其表现的线性规律越明显;击实过程中,黏性粗粒土破碎率为30%~45%时,土样能获得最大干容重,而且土样级配越好,获得最大干容重所要求的粗粒含量降低率越小。     

糯扎渡水电站掺砾粘土心墙堆石坝质量控制关键技术

掺砾粘土心墙防渗土料的性能及适应性、相应的掺砾及填筑施工工艺、压实质量控制标准、质量监控技术等是糯扎渡水电站心墙堆石坝工程建设面临的关键技术问题。通过采用在天然土料中掺35%的人工级配碎石,将压实度作为掺砾粘土心墙压实质量的设计控制指标、填筑含水率作为施工过程中的控制指标,采用对现场取试坑中细料开展三点击实试验作为压实度快速检测的方法,研制了600 mm直径的超大型电动击实仪进行全级配料压实度复核,研发建设了具有实时、在线、自动、高精度等特点的施工过程质量GPS监控系统,保证了工程优质并长期安全运行。     

长河坝水电站砾石土击实特性及压实控制标准研究

分析认为砾石土的击实最大干密度与土料母岩性质、风化程度、P5含量、击实功能等因素关系密切,增大试验仪器尺寸可提高砾石土的最大干密度,在试验条件允许时宜尽可能选用较大尺寸击实仪更符合实际。建议了一种砾石土最大干密度经验公式,计算结果与实测值十分吻合,该方法可大幅减少检测工作量、缩短检测时间以满足高强度大方量砾石土填筑质量检测控制需要。同时对全料压实度与细料压实度相关关系进行了分析研究,得出细料压实度并不是一个定值,随 P5含量的增大而降低。研究表明设计标准是合理的。     

砾质土心墙击实特性试验研究

高土石坝施工控制的关键在心墙,为了解决土石坝心墙黏土料滞后于坝壳料沉降对土石坝的正常运行带来不利影响,常采用在心墙黏土料中掺加砾土的办法来减小其沉降量,并且提高心墙料的强度,来满足重型工机具的施工需要;掺用砾石的粒径、级配、风化程度和材质等均对砾质土料的最大干密度产生较大影响,为了解决在上述的特定下心墙的填筑质量控制问题,需要进行掺用不同砾石的击实性试验研究,本文着重介绍通过采用不同地区土料、掺用不同砾石和不同击实仪器的土料击实特性试验研究,找出对砾质土料填筑压实特性产生影响的主要因素,并进行快速压实控制方法的研究。     

颗粒形状及级配对粗颗粒土休止角的影响

为了准确且方便地测量粗颗粒土的休止角,研制了一种基于旋转容器法的粗颗粒土休止角测定仪。利用此装置,对2种粗颗粒土分别进行了15种级配下的休止角试验,并研究了颗粒形状和级配对粗颗粒土休止角的影响。试验结果表明:对于级配相同、颗粒形状不同的粗颗粒土,颗粒呈棱角状砾石料的休止角大于颗粒圆滑的卵石料,不同最大粒径下砾石料的休止角平均值比卵石料高1.3°~2.0°;对于颗粒形状相同、级配不同的粗颗粒土,休止角随最大粒径的增加而增大,最大粒径为20~40 mm时,休止角平均值增长曲线平缓,最大粒径为40~60 mm时,休止角平均值增长速率明显变快;休止角随平均粒径的增大而减小,随不均匀系数的增加而增大。     

轻重两用型大型击实仪的仪器结构和使用方法

普通标准击实仪不适用于含大粒径粗粒土,野外施工有时没有动力电源。为了满足工程需要,研制了一种轻重两用型大型击实仪,仪器主要由底板、击实筒、穿心击实锤、穿心抓体、落锤高度控制装置和其它辅助装置组成。击实仪的击实筒装置旋转,提锤和落锤装置不旋转,提锤并自动控制落锤部件采用自动脱钩自由落锤,提锤动力采用柴油发动机勘察钻机卷扬。实际使用结果表明,能满足大型击实试验的需要,有一定的工程应用价值。     

宽级配砾石防渗土料的防渗抗渗特性研究

结合瀑布沟水电站、硗碛水电站等利用宽级配砾石防渗土料的工程实例,对宽级配砾石防渗土料作为高土石坝防渗体填筑材料的防渗抗渗特性进行了深入探讨,并分析了粗粒含量对砾石防渗土料的级配、击实密度、防渗特性和抗渗特性的影响,探讨了填筑密度、填筑含水率与渗透系数的关系,以及粗粒的破碎对改善土体的防渗性能的作用,提出了上坝土料的级配...     

砾石土击实试验方法探讨

砾石土的压实性能主要受土料自身性质以及现场各种碾压参数的影响,特别是砾石土在重型碾压或击实后,其工程性质主要因粗粒含量的变化而不同。为探究砾石土圧实性能的变化规律,结合双江口堆石坝砾石土心墙不同掺合料的压实性能试验研究,运用多项式拟合法得出最大干密度与粗粒料含量、最佳含水率与粗粒料含量的相关方程。在已知粗粒料含量的条件下,据此可计算出砾石土的最大干密度及最优含水率,从而为今后类似材料的工程运用提供可借鉴的依据。     

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。     

大粒径泥砾筑堤试验研究

探讨大粒径泥砾筑堤施工的可行性。以南水北调中线磁县段二标渠道为例,结合相关规范规程与"达西定律"中有关渗流的理论,利用筛析法选取≤15 cm粒径泥砾料作为试验材料,选择45 cm和40 cm的铺料厚度进行碾压试验直至达到最大干密度值;选取泥砾中粒径<2 cm的土样做击实试验,做出粒径<2 cm土样在最大干密度下的最优含水率,再根据所选土样的颗粒级配推算出泥砾全样的最优含水率;选择渗透筒法测定渗透系数,采用DZS3型水准仪测量每层填料松铺后、振动碾压后的沉降量。结果表明:本标段泥砾料的最大干密度值在2.12 g/cm3,最优含水率在9%左右,试验结果满足均质坝相关施工技术指标,将泥砾料作为壤土替代料进行大规模的渠堤填筑工作是切实可行的,可为今后类似工程的施工提供借鉴经验。     

盘石头面板堆石坝大型碾压试验

盘石头水库面板堆石坝,在填筑前进行了大型碾压试验,复核设计压实标准,确定各区筑坝材料的填筑参数,供坝体施工采用。工程的碾压试验过程、结果,和试验设备的配置、工艺方法等,可为同类工程参考。     

应用GA-BP神经网络预估砾类土的最大干密度

建立砾类土最大干密度预估模型,为控制砾类土工程填筑压实质量、选取满足工程压实性能要求的砾类土提供最大干密度预估参考。颗粒级配是决定砾类土最大干密度的关键因素,收集并整理得到92组砾类土数据,以全级配(d₁₀～d₁₀₀)作为BP(GA-BP)神经网络的输入变量,利用遗传算法优化BP神经网络的初始权值与阀值,构建基于BP神经网络和遗传算法的砾类土最大干密度预估模型,并与BP神经网络进行对比。86组训练样本预估结果的平均相对误差为0.54%,决定系数为0.983;6组检测样本预估结果的平均相对误差为0.57%,证明该网络模型泛化性能良好。采用GA-BP神经网络,由全级配能较好地预估砾类土最大干密度,收敛速度、预估精度及泛化性能均优于标准的BP神经网络模型。     

风化料作为土石坝防渗材料的初步试验研究

通过对贵州一些中型水利水电工程中风化料试验资料的对比分析，认为与一般常用的红粘土比较，前者具有宽级配之属性，不均匀系数大，最优含水量与天然含水量相近，易于施工碾压，抗剪强度高，压缩性能好；只要控制区实后粗颗粒（ｄ＞５ｍｍ的颗粒）含量适当便能获得满意的防渗效果，可作为良好的防渗材料。     

级配不连续粗粒土渗透变形试验缩尺方法研究

目前,基于试样的干密度、抗剪强度、变形特性和渗透性等效,提出了各种粗粒土试验超粒径颗粒缩尺方法,但对渗透变形试验中超粒径颗粒的处理并没有明确说明。通过采用不同缩尺方法对具有不同渗透稳定性的级配不连续型粗粒土进行渗透变形试验,并与原级配土的试验结果进行对照,分析了各类缩尺方法对渗透变形试验的适用性。结果表明:对于缺级粒径小于5 mm的级配不连续型土,等量替代法不影响粗料的绝对孔隙体积和细料填充程度,对管涌型和流土型土进行缩尺处理不改变试样的渗透破坏形式和水力条件;相似级配法因土体粒径的等比例减小使反映粗料孔隙尺寸的特征粒径D20相应变小,对管涌型土进行处理后渗透破坏形式转变为过渡型,流土型土的渗透破坏形式虽不会发生改变,但土颗粒离散程度的增大使相应的临界和破坏坡降明显降低;等量替代法能取得优于相似级配法的缩尺效果。     

含水率对粘性土击实干密度的限制作用分析

粘性土的击实试验是各类岩土工程试验规范中规定的最基本的土力学试验,目的在于求取一定击实功能下土的最优含水率和最大干密度,试验结果不但可以直接用于指导工程建设实践,而且一些重要工程的其它力学指标的准确获取也大都是在击实试验结果确定的条件下进行的,因而粘土击实试验结果的准确获取十分重要。采用土体饱和度计算分析法,对某击实土体饱和度大于100%这一不合理现象进行了计算分析。找到了问题存在的根源在于没有考虑粘性土中水对土体干密度的限制作用。提出了含水率对粘性土击实干密度具有限制作用的结论,即粘性土的最大干密度不会超过土体被击实达到饱和状态的干密度。     

粗颗粒土填筑标准的确定方法及应用

近些年来,堤防工程多采用砂砾料作为填筑材料进行筑堤。堤防的压实对填筑土料的均匀性和密实度有着很高的要求,如何使填筑料满足堤防的抗滑性、抗渗性、抗剪强度以及抗压缩性,都需要进行科学的试验来进行确定,这对堤防堤身填筑工程的安全至关重要。本文以某工程为例,对堤防填筑施工前的碾压试验的内容、要求、方法以及对结论的分析进行了详细的论述,供同类工程参考。     

码头堆场地基强夯加固对邻近铁路桥振动影响的研究

武汉港花山码头工程陆域堆场位于铁路专用线通过区域。为研究陆域堆场强夯对邻近铁路桥的影响,合理确定强夯工艺,结合强夯试验成果分析了夯能、夯击数、夯击距离与铁路桥振动之间的关系。现场测试采取4 500 kN·m夯能时,强夯击数>5击后铁路桥桥面振动速度收敛至3.5 cm/s。采取6 000 kN·m夯能时,40 m以外的铁路桥桥面振动速度<4.0 cm/s,振动频率<10 Hz,满足《建筑工程容许振动标准》要求。依据试验成果推导出了黏土地基强夯引起的建筑物振动速度衰减规律方程,相关研究成果可为同类工程借鉴参考。