胶凝砂砾石层面抗剪参数试验研究

胶凝砂砾石坝由于骨料多,水泥掺量少,本体抗剪强度很低,而且胶凝砂砾石坝采用碾压施工,水平向碾压层面的存在,会导致层间结合力的降低,影响层面的抗滑稳定及抗渗安全,因此研究胶凝砂砾石碾压层面抗剪能力具有重要意义。本文根据胶凝砂砾石碾压层面的处理措施,设计了6种试验方案进行胶凝砂砾石碾压层面的抗剪断试验,采用150mm立方体试件研究了单轴压条件下的胶凝砂砾石碾压层面抗剪断特性。并在守口堡大坝坝基不同高度的碾压层面处,采用50cm立方体试件进行了富浆胶凝砂砾石原位抗剪断试验。通过室内和原位试验研究,得到了胶凝砂砾石层面抗剪断基本参数,并通过分析揭示了胶凝砂砾石层面剪裂机理,对比了室内试验与原位试验结果的差异并揭示了其原因,对比了富浆胶凝砂砾石层面原位抗剪参数与RCC的差异。上述研究,为胶凝砂砾石大坝的结构分析提供了可靠的参数,并为碾压层面的施工提供了有益的建议。     

水泥灌浆胶结砂砾石抗剪特性试验研究

为提高新疆卡拉贝利水利枢纽工程坝体砂砾石的抗震稳定性,通过建立与原大坝施工参数一致的实体模型试验区,采用水泥灌浆的方式形成胶结砂砾石,并对其进行室内抗剪特性试验研究。研究结果表明:试验区砂砾石料在碾压完成后,能够形成“密实-骨架”结构;水泥灌浆后砂砾石的内摩擦角和黏聚力皆有很大提高;胶结物强度、胶结物与砾石的黏结强度、上部施加的法向应力对水泥灌浆胶结砂砾石的抗剪强度起主要作用;水泥灌浆胶结砂砾石的破坏是其在剪切应力作用下内部微裂隙逐步发展成贯通裂隙的结果;由于颗粒间的咬合作用及剪涨效应,水泥灌浆胶结砂砾石的残余黏聚力下降不明显。     

加筋胶结砂砾石力学特性试验研究

通过应变控制式三轴试验,对比研究了在不同围压作用下,胶结砂砾石中加入不同纤维含量时的力学性能。试验结果表明:加筋胶结砂砾石在力学性能方面表现为一种典型的应变软化材料。与无加筋胶结砂砾石相比,加筋胶结砂砾石的初始模量和峰值强度变化很小,但峰值强度出现延后现象,残余强度得到明显提高,脆性指数下降,粘聚力、内摩擦角等力学性能参数明显提高。工程应用方面,加筋胶结砂砾石作为一种新型材料具有广泛的工程应用前景。     

胶结砂砾石筑坝技术在沙坪一级水电站中的应用

胶结砂砾石坝具有施工简捷、对骨料要求低、具备一定抗冲刷能力等特点,但截止目前缺乏在大型水电站主体工程中的应用成果。以沙坪一级水电站为例,从料源、施工进度、安全性和经济性多个方面论述了采用胶结砂砾石筑坝技术的应用前景。分析表明：在该工程中使用胶结砂筑坝,不仅可充分利用当地材料,减少弃渣,而且减少了水泥用量,便于施工组织和快速施工,经济性也较好。相关结论可为后续阶段该筑坝技术的顺利应用提供参考。     

配合比参数对胶结砂砾石抗冲磨性能影响的试验研究

抗冲磨性能会直接影响胶结砂砾石水工建筑物质量的耐久性.通过室内试验的方式,探讨胶结砂砾石材料抗冲磨性能,分析胶凝材料和粉煤灰掺量以及砂率对胶结砂砾石材料抗冲磨性能的影响规律,并提出胶结砂砾石材料制作的相关工程建议.     

某级配砂砾石灌浆试验研究

在工程兴建中对砂砾石层进行灌浆加固处理具有非常重要的意义。灌浆工程是隐蔽工程,砂砾石地层形态又复杂多变,在砂砾石层灌浆浆液的扩散半径及结石体强度等灌浆效果方面存在较大的不可预测性。对我国西北、西南地区广泛分布的砂砾石层进行了颗粒试配,并在实验室内开展了不同配比、不同组分的水泥灌浆试验研究。试验结果表明:水泥浆液的扩散半径基本上随水灰比的增加而增大,与浆液自身的物理力学性质密切相关;砂料结石体的抗压强度随水灰比的增加而减小,但是由于砂石料的内部结构极其复杂,使得试样的抗压强度离散性极大。试验所得结果可初步指导现场灌浆施工。更多还原     

砂砾石土灌浆浆液扩散半径试验研究

砂砾石层灌浆施工中,水泥浆液的扩散半径决定着灌浆孔的布置和浆液消耗量,也是选择工艺参数、评价灌浆效果的重要依据,因此,水泥浆液的扩散半径是灌浆施工中非常重要的参数。通过设计正交试验,对影响水泥浆液扩散半径的几个因素(水灰比、孔隙比、灌浆压力)进行了试验研究。试验结果表明:水灰比是影响水泥浆液扩散半径最显著的因素,水泥浆液的水灰比越大,浆液中的多余水分越多,对水泥浆液流动性能的改善越显著。     

三峡二期厂坝工程常规砼原位抗剪试验研究

 介绍了三峡二期厂坝工程常规砼施工时，采用不同 浇筑方案的原位抗剪试验研究，内容包括：水平剪应力与水平位移的关系；水平剪应力与 垂 直应力的关系；残余抗剪强度与垂直应力的关系；摩擦抗剪强度与垂直应力的关系；摩擦水 平应力与水平位移的关系。试验研究成果表明：层面不铺砂浆，直接浇筑富浆砼，其层面的 胶结质量可以满足设计要求。这为三峡二期厂坝工程采用塔带机入仓提供了依据。     

溪洛渡水电站大坝混凝土层面结合及原位抗剪试验研究

采用溪洛渡大坝实际原材料及配合比,在工程现场进行常态混凝土层间结合面的原位抗剪试验。结果表明：混凝土各层间结合工况的 f' 在1.44～0.97之间,c' 在3.00～1.85 MPa之间,不含层面连续浇筑的本体混凝土 f' 为1.80,c' 为3.145 MPa;最大法向应力σ为7.12MPa时,本体混凝土极限抗剪强度 τ 极限为15.96 MPa,各层间结合工况的 τ 极限在9.67～12.11 MPa之间;除混凝土本体外,层间铺砂浆的 τ 极限最高;层面露粗砂且铺砂浆的层面处理方式效果最佳,上层混凝土采用富浆配合比的层间结合效果也较好;层间结合试件的剪切破坏都发生在层面,剪切面普遍平坦,但本体试件剪切破坏面起伏大,大部分特大石被剪断,擦痕分散不匀。试验成果可为溪洛渡水电站大坝混凝土工程质量控制提供依据。     

东非某水电站碾压混凝土层间结合面剪切破坏特征大型原位试验研究

针对东非某水电站碾压混凝土(RCC)层间结合面进行大型原位剪切试验,并对RCC层间结合面的破坏机理残余强度参数进行分析,发现考虑法向应力大小对参数的影响和应用双线性的破坏包线拟合参数的做法更为合理。试验中,采用自制的大尺度表面轮廓仪对50 cm大型试件的剪切破坏面起伏粗糙程度进行描述及测量,获得了最大起伏角及最大起伏差,将试验过程中的“爬坡角”进行比较,可以确定二者相当,而且,初始破坏后试件总是会以一定的角度“爬坡”,“爬坡角”和法向位移的大小与法向应力的大小呈负相关。     

冲击弹性波法测试胶凝砂砾石性能的试验研究

本文简要介绍了冲击弹性波法的理论和特点,并采用此项技术针对胶凝砂砾石的力学强度,胶凝砂砾石坝保护层材料的抗冻耐久性能开展了探索性的试验研究。通过测试试件的波速与试件的力学强度和动弹性模量等建立相关联系,试验结果表明,抗压强度与弹性波波速存在良好的指数关系,动弹性模量与弹性波波速也具有较好的相关性。因此将此项技术应用到胶凝砂砾石筑坝工程的质量检测和安全监测方面具有前景,本文的室内试验成果为工程现场应用做出了初步探索。     

胶凝砂砾石坝筑坝材料耐久性能研究及新型防护材料的研发

针对胶凝砂砾石坝体材料和新型保护层材料抗渗和抗冻性能展开了试验研究,其中抗冻测试中引入气冻和冰冻两种测试手段以表征胶凝砂砾石抵抗冻融和温度循环的能力.结果表明,未掺加外加剂的胶凝砂砾石180d龄期抗渗可达到W8,90d龄期抗冰冻不足25次冻融循环,气冻350次温度循环后相对动弹性模量仍约65%,抗气冻可到600次以上温度循环.掺加外加剂的胶凝砂砾石相应龄期的抗渗为W12,抗冰冻达75次冻融循环,气冻350次温度循环后相对动弹性模量仍有80%以上.因此建议胶凝砂砾石中采用外加剂,并以长龄期180d为设计龄期.新型保护层材料的研发试验表明,变态胶凝砂砾石、富浆胶凝砂砾石均具有良好的防渗(抗渗等级W10以上)和抗冻能力(F300次冻融循环),可作为胶凝砂砾石坝上、下游防渗抗冻保护层材料.     

双斜滑动面地基对胶凝砂砾石坝破坏模式的影响研究

为探究复杂地基对胶凝砂砾石坝(CSG坝)安全稳定性的影响,对均质地基、断裂双斜滑动面地基和完全发育双斜滑动面地基上的CSG坝开展了三维地质力学模型试验研究。通过分析试验中坝体、坝基的变形特征,以及模型的破坏过程与破坏形态,探究了影响坝体安全稳定的控制性因素。研究结果表明:(1)均质地基模型、断裂双斜滑动面地基模型和完全发育双斜滑动面地基模型的超载安全系数K_p分别为6.8、6.4和6.0。(2)模型的破坏模式与地基整体性有很大的关系,其由坝体沿坝基面产生的贯通裂缝破坏,逐渐发展为跟随地基中的滑移通道滑动,形成坝踵下降、坝趾抬升的滑动翻转破坏。(3)复杂地基中结构面的抗滑稳定性决定着CSG坝的稳定性;CSG坝在受到双斜滑动面地基影响后,各模型的破坏超载安全系数随着地基的发育逐步降低,严重影响着工程安全性,在坝址选取时应尽量避免可能形成潜在滑动面的危险断层。试验成果可对CSG坝后续发展、设计及施工提供参考依据。     

胶结人工砂石筑坝材料性能研究

胶凝砂砾石为一种环境友好材料,在我国筑坝实践中得到了大量应用。由于胶凝砂砾石坝主要应用于河床砂砾石料丰富的地区,使得胶凝砂砾石的推广受到一定的局限,对于缺少河床天然砂砾石工程,可用人工砂石来修建胶结人工砂石坝。研究了骨料破碎工艺、配合比设计中水胶比、水泥用量、粉煤灰掺量、砂率等参数的选取对材料性能的影响,并进行了坝型方案比较。研究结果表明:(1)人工砂石骨料的简易破碎方式,即锤式破碎机单机破碎不筛分,一次破碎后直接使用;(2)人工砂石强度较高,单机破碎后级配相对稳定,配置强度均匀,耐久性能均优于采用河床天然砂砾石配置的胶凝砂砾石;(3)云南那恒水库在方案论证阶段,进行了胶结人工砂石坝的技术经济比较,胶结人工砂石坝型投资较碾压混凝土坝节省约10%。胶结人工砂石坝拓展了筑坝材料的利用范围,对于无天然河床砂砾的地方筑坝提供了一种新的坝型选择。     

覆盖层上胶凝砂砾石坝应力应变特征及影响因素

为了研究在覆盖层上的胶凝砂砾石坝的应力应变特征及影响因素,为未来在覆盖层上建造胶凝砂砾石坝做准备,使用三维有限元模拟,基于一种考虑了围压的修正邓肯—张模型模拟胶凝砂砾石料,对正常工况下的覆盖层上的胶凝砂砾石坝进行了模拟,并分别考虑了覆盖层厚度、弹性模量以及坝体胶凝材料掺量对覆盖层上胶凝砂砾石坝坝体内部的应力应变的影响。结果表明:覆盖层厚度、弹性模量以及坝体胶凝材料掺量与坝体位移呈现明显的线性关系,坝体位移随着覆盖层厚度的增加与弹性模量的降低而增大,但对坝体大、小主应力的影响不明显。即使在较软、较厚的覆盖层上,胶凝砂砾石坝仍然可以承受较大的变形而坝体内部应力变化不剧烈。该研究成果可以为胶凝砂砾石坝的选址提供一定的参考作用,可拓宽胶凝砂砾石坝的选址范围。     

基于强度试验的胶凝堆石材料破坏准则

基于胶凝堆石料的抗压、抗折和大三轴强度试验,对胶凝堆石料的基本力学特性进行了系统研究,得出试件破坏情况下的应力强度,通过拟合破坏强度和围压的关系式,推导出胶凝掺量为60 kg/m3的胶凝堆石料的破坏准则;进一步拟合破坏强度、围压和胶凝掺量的关系式,推导出胶凝掺量为变量的胶凝堆石料的破坏准则。验证结果表明,所推导的胶凝堆石料破坏准则合理可靠,具有良好的通用性。     

胶凝砂砾石坝简化施工温控措施研究

胶凝砂砾石坝作为一种新坝型,具有安全性高、经济环保、施工快速等优点,但仍有诸多问题需要解决,尤其要推广应用到高坝工程中。本文根据胶凝砂砾石坝的材料特性和施工工艺,提出简化其施工温控措施的设想,以一座百米级胶凝砂砾石坝为例,采用三维有限元法对其简化温控措施前后的温度场和应力场进行仿真分析,仿真分析计算结果为胶凝砂砾石坝简化温控措施、加快施工速度提供了依据。     

砂卵砾石地基上的土石坝分区材料研究

云南青山嘴水库主坝为坐落在砂卵砾石地基上的砾石(黏)土心墙石渣坝。针对其筑坝材料的料源组成复杂、地基存在不均匀沉陷及地震液化问题等特点,对坝基砂卵砾石层进行强夯处理,防渗心墙采用砾石土料和黏土料两种防渗土料填筑,坝体采用以砂泥岩为主的夹砂砾岩、砾岩石渣料填筑;防渗心墙反滤层按保护两种心墙料要求设计,心墙下游坝基面按满足与坝体间的过渡关系设置水平反滤层,有效地解决了坝体和坝基的渗透破坏问题,使心墙防渗土料和坝基砂卵砾石层均得到保护,保证了大坝的渗透稳定性。工程于2009年投入运行,实测不同库水位情况下的主坝渗漏量变化和坝体累计沉降量均低于设计值,施工质量良好,运行情况稳定。