砾石土心墙料不同工况击实特性研究

介绍两河口水电站295m高心墙堆石坝心墙料击实性试验研究。心墙土料场多,料源分散,均一性差,土料颗粒偏细,需掺砾改性。掺砾料在不同仪器尺寸、不同击实功能工况下,击实最大干密度随掺砾量的增加而增大,当掺砾量增大到一定数值后,随着掺砾量的增大,最大干密度趋于稳定或反而出现下降,掺砾量为70%时出现峰值。而击实最优含水率则随掺砾量的增加而减小。最大干密度、最优含水率与掺砾量具有良好的线性关系。从防渗角度出发,综合考虑施工过程中的各种影响因素,设计要求砾石含量上限值为50%。     

宽级配砾质土击实特性试验研究

为分析宽级配砾质土的压实特性,通过室内试验,对影响宽级配砾质土压实效果的因素进行全面总结和分析。试验结果表明,宽级配砾质土击实时干密度和含水率关系曲线呈上凸的抛物线型,具有一个最优含水率。击实后试样的最大干密度随砾石含量的增加呈现出先迅速增大,之后逐渐减小的变化规律。随着砾石含量的增加,宽级配砾质土的最优含水率先逐渐减小,之后基本稳定。     

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。     

修正双屈服面模型三维化在水泥砾质土中的应用

采用变换应力方法将空间滑动面破坏准则应用于修正双屈服面模型,使该模型合理三维化。在不增加新参数的情况下可描述水泥砾质土的力学特性,利用水泥砾质土三轴试验结果对三维化后的修正双屈服面模型进行初步验证。结果表明,在低水泥掺入比(wc≤5%)的条件下,三维化后的修正双屈服面模型能够较好地反映水泥砾质土应力~应变关系的软化现象,且充分体现了体变~应变关系在低围压下的剪胀性和高围压下的剪缩性;但当水泥掺入比wc为8%且围压为200 k Pa时,水泥砾质土的脆性显著增强,其剪胀性也十分显著,水泥砾质土达到峰值强度后呈现脆性破坏,导致该模型计算值与试验值误差较大。该研究成果可为水泥砾质土应用于高土石坝心墙料力学特性研究提供一定的技术支撑。     

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%。     

心墙相变砾质土工程特性及寒区冬季施工防冻控温研究

寒区砾质土心墙堆石坝冬季施工面临着心墙土料冻结与融化问题。通常冬季心墙填筑采用摊铺保温材料以防止土料冻结,但易干扰施工,导致有效填筑时间缩短。本文利用相变材料(Phase Change Material, PCM)的相变储放热性能,制备了心墙相变砾质土,用于寒区冬季砾质土心墙控温防冻。通过渗透试验、无侧限抗压试验、三轴试验、热常数试验及温控试验等,研究不同PCM掺量下心墙相变砾质土工程特性和防冻控温性能。试验结果发现,相变砾质土的无侧限抗压强度、抗剪强度和抗渗性能均随PCM掺量的增加而显著提高;随着PCM掺量的增加,相变砾质土导热系数及比热下降。在室内控温箱试验验证相变传热模型有效性的基础上,开展了心墙相变砾质土施工控温有限元模拟,分析了不同施工环境温度(最低温-5℃、-8℃和-10℃)工况下心墙相变砾质土的温控效果,发现6%PCM掺量的相变砾质土在最低温-5℃施工环境下保证土体不发生冻结;采用提高制备温度和上层铺筑联合控温措施,可保证最低温-10℃施工环境下心墙连续高效填筑;与常规砾质土相比,相变砾质土可延长心墙冬季施工时间,改善了心墙砾质土防冻性能,为心墙土料冬季施工防冻提供了一种...     

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。     

土石坝心墙掺砾土的渗透特性冻融演化规律试验研究

高土石坝普遍采用掺砾黏土作为心墙区的压实填筑材料,而高寒区土石坝心墙在施工过程中面临严峻的冻融问题.对经历冻融作用后的压实掺砾黏土料开展一系列三轴渗透试验,研究冻融条件下其渗透特性的演化规律.试验结果表明:冻融作用后,掺砾黏土的渗透系数较未冻融时增大,且增加程度受冻融次数、围压、掺砾量和初始含水率等因素影响.随着冻融次...     

砾质土心墙土石坝雨后快速复工技术研究

针对土石坝雨后复工方法单一,含水率调节不易控制、压实度难以保证的特点,探讨了过湿土脱水机理和雨后快速复工技术研究,结合现场试验得到了砾质土过湿含水率、土料的干密度和计划所需掺石灰量参考值,提出了基于心墙过湿土石灰掺拌及碾压方法。现场试验表明,新方法可以保证填筑质量,提高填筑进度。     

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。