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。     

混凝土层间胶结面抗剪断特性研究

水电工程混凝土大坝坝体层间胶结面的结合好坏，直接关系到坝体整体质量，影响到坝体稳定，抗裂与抗渗性等，应选择合理的胶结方式以保证大坝安全运行。结合某水电工程，采用全级配（骨料最大粒径１５０ｍｍ），大试件，对六种胶结面结合现场施工条件进行室内抗剪试验，并从该水电站的坝体钻取φ１４．５ｃｍ混凝土芯样进行层内及层间室内抗剪试验，提出了不同胶结方式胶结石的抗剪断强度参数，可供设计对本进行抗滑稳定验算及施工时     

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。     

三峡大坝混凝土与弱风化带下部建基面抗剪强度研究

通过在坝址区进行５组砼与弱风化带下部岩石胶结面现场抗剪试验研究工作,分析了岩体结构、风化程度、砼抗压强度及起伏差对抗剪强度的影响,在进一步分析大坝建基面与试件胶结面抗剪强度之间差异的基础上,提出取用ｆ＝１．２,ｃ＝１．６ＭＰａ作为大坝建基面抗滑稳定校核计算参数的建议。     

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。     

碾压混凝土层面抗剪(断)特性尺寸效应研究

碾压混凝土呈层状结构,大约30cm厚为一层,大量的层面成为薄弱环节,层面抗剪强度参数为碾压混凝土重力坝抗滑稳定分析的重要依据。碾压混凝土层面原位抗剪试验是提供层面抗剪参数的主要试验方法。这种试验的试件大、投资多、工作量大,又是大型工程中必不可少的试验项目。结合龙滩碾压混凝土特性试验,研究试件大小对抗剪参数的影响,确定了原位抗剪试验试件的尺寸效应系数,并提出了一个表达式,从而可用小试件代替大试件研究抗剪参数。这将有较高的理论价值和实用价值。     

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。     

水利工程施工中胶结砂砾石防渗保护结构的应用

为探索胶结砂砾石防渗保护结构在水利水电工程中应用的可行性,以某水利枢纽工程为例,对胶结砂砾石力学性能、变形性能、防渗性能等展开试验验证,得出最佳含气量、粉煤灰掺量、砂率参数取值,并对胶结砂砾石拌和、运输、层面铺筑、垫层平浇等在内的施工要点展开分析探讨。结果表明,所提出的胶结砂砾石防渗保护结构对于水利枢纽大坝加固施工切实可行;施工工艺及质量控制措施对指导该坝型推广应用具有积极作用。     

砂浆与岩石胶结面抗剪试验研究

根据近10年来我所做过的省内外25个水利水电工程65组砂浆与岩石胶结面抗剪试验资料的整理分析,将“胶结面”抗剪状况,按块状人工凿平面、块状原裂面和片状原裂面等几种类型进行了归纳分类,并给出相应的抗剪断试验指标。认为用砂浆与岩石胶结面抗剪断峰值强度作为取值标准,匹配相应的抗滑稳定计算公式和安全系数,或用抗剪断峰值强度乘以折减系数,对各类中、小型工程的设计计算都是可行的。     

试件尺寸对碾压混凝土层面抗剪断强度的影响

通过碾压混凝土层面原位抗剪断试验和三维非线性有限元分析，研究试件尺寸对抗剪断强度的影响，得出了碾压混凝土层面抗剪断强度的尺寸效应表达式，试验结果表明，碾压混凝土层面抗剪原位抗剪断强度指标的尺寸效应明显，f′和c′的值均随试件尺寸的增大而减小，且c′值随尺寸变化的程度更大。三维非线性有限元分析得到的f′和c′值与试验拟合的参数基本吻合，计算值略小于试验值。     

掺砾风化料作为高坝心墙防渗体的试验研究

结合糯扎渡水电站260 m级高坝心墙防渗料采用风化料及掺砾风化料的现场碾压试验,进行了现场渗透及现场大型直剪试验研究,风化料及掺砾风化料的室内外试验垂直渗透系数和水平渗透系数均小于i×10-5cm/s,两种料的渗透性均满足工程要求。风化料经掺砾后,其抗剪强度得到良好改善,有利于降低高坝建成蓄水后心墙的变形量,使之与堆石的变形协调。     

云南勐堆水库利用花岗岩风化砂筑坝可行性研究

云南保山勐堆水库工程位于花岗岩地区,坝址区方圆数千米内均是花岗岩,坝基两岸岩体全风化深度大,只适合修建土石坝。坝址附近花岗岩风化砂分布广泛,厚度大、储量多、易于开采。通过调查、收集国内外一些工程利用花岗岩风化砂作为大坝填筑料的成功经验,对勐堆水库工程及周边的花岗岩风化砂物理力学性质、风化机制及长期稳定性、动力特性及风化砂坝体稳定性等进行了研究。研究表明：无论从理论上或是实践上,勐堆水库工程及周边的花岗岩风化砂作为分区坝填筑料使用均是可行的。建议通过合理的设计和施工充分发挥勐堆水库工程及周边的花岗岩风化砂特性,修建既经济又环境交好安全的分区坝。     

胶凝砂砾石质量控制方法

为了探索便捷的胶凝砂砾石质量控制方法,通过大同守口堡水库大坝现场碾压试验,结合大坝填筑初期的补充试验,对胶凝砂砾石150mm立方体小试件(剔除大于40mm颗粒)和450mm立方体大试件(全级配颗粒)抗压强度进行相关分析,探求出小试件和大试件抗压强度值之间的函数关系。同时对核子密度仪检测的密度值与灌水法在同一点检测的密度值进行相关分析,探求出两种方法同一测点密度值的函数关系。研究结果表明:在胶凝砂砾石施工中,可以利用小试件代替大试件进行抗压强度检测,利用核子密度仪代替灌水法进行密度检测,以解决传统质量控制方法的不足。     

溪头水库坝基全风化花岗岩物理力学特性研究

溪头水库左坝段浆砌石重力坝坝基为全风化花岗岩,其物理力学性能较差,可能无法满足工程需要。结合坝基岩体现场原位测试和室内土工试验成果,并基于坝体抗滑稳定计算简化模型,研究坝基全风化花岗岩的物理力学特性及变化规律,并计算坝体抗滑稳定性,探讨其作为浆砌石重力坝坝基的可行性。结果表明：左坝段全风化花岗岩由地表至地下为一个岩性连续渐变地质体,越接近地表岩体风化程度越严重,物理力学性能越差,天然状态全风化花岗岩地基承载力与其风化程度呈反比。饱和状态下全风化花岗岩地基承载力显著低于天然状态,其折减幅度为55.4%~70.4%;饱和状态下全风化花岗岩抗剪强度远低于天然状态,其中内黏聚力折减幅度为53.9%~75.4%,内摩擦角折减幅度为83.1%~89.3%。天然状态下全风化花岗岩坝基抗滑稳定安全系数偏低,为提高工程安全性,应对其进行加固处理;而饱和状态下坝基抗滑稳定安全系数极低,坝体必将失稳滑动,其不可作为大坝坝基,应彻底清除。     

含水率对土石坝砂砾料填筑标准控制和压实特性的影响

为评估相关土工试验规范在风干状态确定土石坝砂砾料填筑标准的合理性,研究含水率对土石坝砂砾料填筑标准控制和压实特性的影响,本文基于现场密度桶法原级配砂砾料大型相对密度试验,结合现场碾压试验,并在总结相关研究成果基础上,研究了含水率对土石坝砂砾料填筑标准控制和压实特性的影响,论证了在风干状态确定土石坝砂砾料填筑标准的合理性...     

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。     

尼雅水库坝料动力特性研究及三维地震反应分析

为研究沥青混凝土心墙坝抗震能力,以新疆尼雅水库为例,利用大型三轴仪进行动模量阻尼比和永久变形试验,分析筑坝材料的动力特性,并采用等效线性黏-弹性模型和大工双曲线残余变形模型对坝体进行地震反应分析.结果表明:砂砾料和过渡料的最大动剪切模量比堆石料高4％ ～11％,而堆石料的最大阻尼比比砂砾料和过渡料高4％ ～14％;心墙...     

王家河水电站混凝土面板堆石坝设计与施工

王家河水电站拦水坝为混凝土面板堆石坝,采用侧槽式溢洪道自由泄洪,工程区河床砂砾石料丰富,枢纽建筑物开挖料较少,大坝填筑料主要为上下游河床砂砾料。初步设计时趾板建在砂砾层上,在技施设计阶段,通过回填混凝土的方式将基础置于基岩上,确保了趾板的稳定性。采用河床砂砾料经筛分做垫层料,减少了施工工序。在面板堆石坝坝体填筑中,有效利用枢纽建筑物和料场开挖的风化料、软岩料。该工程的设计对于其他采用风化料建坝的类似工程具有参考价值。