粗粒料湿化变形三轴试验研究

对小浪底斜心墙堆石坝的砂岩粗粒料采用单线法进行中型三轴湿化变形试验,研究了该种土料的湿化变形特性。通过对试验结果和湿化变形规律的分析,总结了湿化轴向应变、湿化体积应变与湿化应力水平、围压之间的关系。试验结果表明,湿化轴向应变与湿化应力水平呈双曲线关系,湿化轴向应变与围压呈线性关系;湿化体积应变与湿化应力水平和围压均为线性关系。根据对试验结果的分析以及计算湿化变形的单线法,提出了一个适用于计算粗粒料湿化变形的数学模型。该湿化变形模型参数共6个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法。对模型进行了验证,结果表明该湿化模型计算曲线与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映粗粒料湿化变形的特征。     

粗粒土的湿化变形规律研究

为了研究粗粒土的湿化变形规律,给土石坝蓄水后的变形计算提供依据,在综合分析前人“单线法”湿化试验成果的基础上,将湿化轴向应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,同样也将湿化体积应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,总结相应的规律,提出湿化变形计算公式。然后,结合不同学者的试验数据对文中提出的湿化变形计算公式进行验证。结果表明,堆石料湿化变形计算中,围压引起的湿化轴向应变与围压成幂函数关系,围压引起的湿化体变为轴变的 3 倍,偏压引起的湿化轴变与应力水平成双曲线关系,偏压引起的湿化体变与轴变成比例。通过数据拟合可知,文中提出的湿化变形公式与试验数据符合较好,可用于土石坝湿化变形计算中。     

粗粒土的湿化变形规律研究

为了研究粗粒土的湿化变形规律,给土石坝蓄水后的变形计算提供依据,在综合分析前人"单线法"湿化试验成果的基础上,将湿化轴向应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,同样也将湿化体积应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,总结相应的规律,提出湿化变形计算公式。然后,结合不同学者的试验数据对文中提出的湿化变形计算公式进行验证。结果表明,堆石料湿化变形计算中,围压引起的湿化轴向应变与围压成幂函数关系,围压引起的湿化体变为轴变的3倍,偏压引起的湿化轴变与应力水平成双曲线关系,偏压引起的湿化体变与轴变成比例。通过数据拟合可知,文中提出的湿化变形公式与试验数据符合较好,可用于土石坝湿化变形计算中。     

混凝土面板砂砾石坝筑坝特性试验研究

介绍了新疆呼图壁河青年渠首改造工程混凝土面板砂砾石坝筑坝材料：垫层料、坝壳砂砾料、坝基砂砾料进行常规大三轴试验的结果。主要包括坝基料现场密度试验、粗粒土相对密度试验、粗粒土静三轴试验。试验结果表明：该坝筑坝材料工程特性较好,设计采用面板砂砾石坝是可行的。     

粗粒土CT三轴湿化变形试验研究

粗粒土的湿化变形对土石坝的变形和稳定具有重要影响,通过粗粒土CT三轴湿化变形试验对粗粒土的细观变形机理进行了初步探讨。试验结果表明,对于处于某一轴向应力条件下相对稳定且干燥的粗粒土,由于水的浸润作用,颗粒被软化或润滑,原本相对稳定的接触状态变的不稳定,颗粒产生错动和转动,颗粒位置发生调整,直到各个颗粒具有相对较大的接触面积时重新趋于稳定状态。颗粒调整的最终结果是孔隙减小,竖向变形增大。由于颗粒软化和润滑作用导致的强度降低大于颗粒挤密作用带来的强度提高,因此湿化后粗粒土的强度降低,这会对坝体安全带来不利影响。     

粉砂质泥岩料的湿化变形特性试验研究

为了研究粉砂质泥岩料的湿化变形特性,采用长江科学院大型三轴仪进行了单线法三轴湿化试验,试样尺寸Ф300 mm×H600 mm,试验围压0.1、0.4、0.8、1.2 MPa四级,应力水平为0.0、0.2、04、0.6、0.8五级。通过三轴湿化试验获得了粉砂质泥岩料的湿化变形特性,轴向湿化应变与湿化应力水平密切相关,与围压关系不明显;体积湿化应变与湿化应力水平、围压均相关,并提出了湿化模型及模型参数。最后,将本次粉砂质泥岩料的湿化变形成果与花岗岩湿化变形成果进行了对比分析,粉砂质泥岩料的湿化变形量明显大于硬岩料的湿化变形量。     

堆石料湿化变形特性研究综述

堆石料是一种重要的土石坝筑坝材料,其湿化变形对土石坝安全运行的影响较为显著。着重梳理总结了堆石料湿化变形特性方面已有的研究成果,指出目前湿化试验仪器主要有固结仪、三轴仪及平面应变仪;试验方法主要包括单线法和双线法;堆石料湿化变形的影响因素主要分为内因和外因;堆石料湿化变形模型主要包括理论模型和经验模型。通过对已有研究成果总结分析,认为在降雨入渗引起的堆石料湿化变形及湿化稳定标准选取等方面还需深入研究。     

粗粒料单向压缩湿化变形试验研究

采用高压单向压缩仪,对糯扎渡堆石坝的坝壳反滤料进行了不同相对密度的粗粒料湿化变形试验研究.分析试验结果,揭示了粗粒料在单向压缩条件下的湿化变形规律,探讨了不同干密度下粗粒料的湿化变形性质,发现湿化变形仅在高压下随粗粒料干密度的增大而增加,低压下干密度的影响不明显.另外,还分析了压力对湿化变形的影响,得出了湿化变形随竖向压力的增大而增加的规律,并用一指数函数进行了拟合.试验中,研究了一种减小侧壁摩擦力的方法,并通过是否减轻摩擦的对比试验,论证了方法的有效性.     

粗颗粒土缩尺方法及缩尺效应研究进展

粗颗粒土作为土石坝的主要填筑材料，最大颗粒尺寸达到米级，室内试验试样只能进行缩尺。如何缩尺保证室内试验成果反映大坝实际填料的力学特性，一直是土石坝研究的难题。近年来大量学者就粗粒土的缩尺方法及缩尺效应开展了一系列卓有成效的研究工作，但在某些方面仍存在分歧。对现有粗颗粒土缩尺方法、试样试验边界效应、缩尺效应规律研究进行了系统总结和分析。最后，为解决粗颗粒土缩尺方法难题，介绍了长江科学院提出的一种粗颗粒土缩尺方法“旁压模量当量密度法”,阐明了“旁压模量相等”与“力学性质一致”的关系，诠释了“旁压模量当量密度法”的理论基础，为深入研究粗颗粒土缩尺方法提供了技术支撑。     

高围压状态下堆石料湿化变形特性

堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明：随着应力水平和围压增加,堆石料轴向湿化变形和体积湿化变形都显著增大,与中低围压下的湿化变形规律相近。高围压下的各向等压湿化变形,堆石料体积湿化应变与围压在双对数坐标中仍服从直线关系,轴向湿化应变与围压不再满足直线关系。高围压下的偏压湿化变形,堆石料体积湿化应变与轴向湿化应变之比一般在0～2范围内,与围压呈现近似水平发展趋势,随应力水平的增加而逐渐降低。采用六参数湿化模型,仍能准确表达轴向湿化变形、体积湿化变形随应力水平、围压的变形规律。     

考虑坝体-地基接触效应的特高心墙堆石坝结构安全性研究

传统的土石坝结构计算分析中通常忽略坝体与基岩之间的摩擦滑动变形, 这与实际情况不符,坝体-地基接触摩擦效应对于修建在狭窄陡峻河谷区的特高坝表现尤为明显。采用三维有限元方法对修建在狭窄河谷区特高心墙堆石坝结构安全性进行了研究,研究中考虑了坝体-地基摩擦接触效应,模拟了水库蓄水、坝料湿化、流变等多因素共同作用下坝体结构力学行为以及坝体-地基接触位移演化过程。基于倾度法对坝体运行过程中可能的裂缝扩展区域进行了预测。研究得出:对于狭窄河谷上特高土石坝,坝体与地基的相对滑移较大,计算中应予以考虑。研究结论可为峡谷区特高心墙堆石坝设计提供技术依据。     

堆石料湿化试验变形过程分析

堆石料湿化变形是堆石坝变形的主要组成部分之一。由于堆石料具有流变特性，难以区分堆石料湿化过程中的湿化变形和流变变形。本文采用糯扎渡高心墙堆石坝弱风化花岗岩堆石料，进行了常规三轴试验与饱和湿化三轴试验，对饱和湿化试验中堆石料试样充水饱和过程以及发生的各类变形进行分析。研究表明，在三轴湿化试验中，堆石料试样的充水饱和过程通常会持续一定长的时间。在这个过程中，堆石料试样不仅发生湿化瞬时变形，也会发生一定大小的湿化湿态流变。本文提出了一个进行堆石料饱和湿化试验过程分析的迭代方法，可分离计算在堆石料试样充水饱和过程中所发生的湿态流变的大小，并采用迭代分析后的模型参数，对本文进行的饱和湿化试验进行了定量分析和全过程模拟计算，拟合效果较好，验证了方法的合理性和实用性。     

基于模型试验的河床砂砾石层基本特性研究

为了经济可靠地确定深厚覆盖层的基本特性参数,以大渡河双江口水电站坝基河床砂砾石层基本特性研究为工程背景,进行大尺寸模型试验,研究河床砂砾石层的旁压模量和动探击数随密度、级配以及上覆压力的变化规律。根据室内模型试验结果,结合现场旁压试验及钻孔试验成果,推断出坝址区河床砂砾石相关层位的密度,并依此进行砂砾石室内力学试验,获得设计所需力学参数。研究成果可为深厚覆盖层基本特性测试提供新的方法。     

土石坝坝体土抗剪强度现场测试结果的分析研究

基于松塔水电站土石坝现场取样的固结不排水三轴剪切试验,分析了反映土体抗剪强度两个关键指标的测试结果,即四个参数:粘聚力C、内摩擦角φ、有效粘聚力C’、有效内摩擦角φ’,然后与土石坝主体工程初步设计中坝坡稳定分析选择的坝体土抗剪强度指标值进行了比较,并基于测试统计值的稳定分析计算结果,认为坝体填筑土的抗剪强度指标能够满足设计要求。     

高土石坝中接触问题研究进展

从试验研究、本构模型和数值模拟3个方面对国内外高土石坝接触问题的主要研究成果及不足之处进行简要总结和回顾,简要分析了高土石坝接触问题研究中应重点关注的问题。在此基础上,建议今后对高土石坝接触问题研究应注重高应力循环荷载作用下的试验研究、整体离心模型试验研究、渗透破坏试验研究及基于直接约束的接触力学分析方法。     

堆石料蠕变试验方法研究

堆石料是土石坝的主要填筑材料,其蠕变特性研究是土力学热点之一。蠕变试验的方法主要有三轴试验和单向压缩试验两种。三轴试验是研究堆石料常用的试验方法,其轴向变形主要是偏应力引起的剪切变形。而单向压缩试验,作为一种可以研究 K0 状态下堆石料的蠕变特性的试验方法,目前对此的研究较少。应用大型三轴仪(Ф300mm) 和大型叠环式固结渗透仪(Ф500 mm) ,选用双江口堆石料,分别进行了堆石料的蠕变试验,成果表明两种蠕变试验的剩余蠕变量与时间的关系都可以采用幂函数准确表达。三轴试验成果验证了九参数蠕变模型的通用性,根据单向压缩试验成果提出了简单的经验公式。最后对两种试验成果进行了比较分析,发现单向压缩蠕变可以视为应力水平为 0.4 时的三轴蠕变,其不能反映应力水平对堆石料蠕变特性的影响。因此,要对堆石料进行蠕变研究,宜采用三轴蠕变试验。     

两河口堆石坝堆石料蠕变特性试验研究

针对堆石料蠕变的力学特性,采用大型高压三轴蠕变仪,对两河口堆石坝堆石料进行了蠕变试验。试验在常规等围压加载方式的基础上,采用了等应力比加载方式,并对堆石料蠕变试验的结果和加载方式进行了讨论。结果表明采用等应力比加载方式,堆石料变形更接近堆石料实际蠕变过程。     

筑坝堆石料的动模量阻尼比试验研究

为研究目前在土石坝工程中遇到的长石砂岩类堆石料的动力特性,采用大型高压多功能静动三轴试验机,对某面板堆石坝长石砂岩类堆石料进行了动模量与阻尼比试验研究。分析了围压对最大动模量、动剪切模量比和阻尼比的影响,并以Hardin-Drnevich 模型为基础,确定主堆石料、过渡料和垫层料3种坝料的动模量和阻尼比等特性参数。试验结果表明:动模量随着动剪切应变的增大逐渐衰减,最大动模量随围压的提高而增大,各种材料的动剪切模量比随着动剪切应变的增大而减小,变化趋势满足Hardin-Drnevich公式,有效固结围压越大,动剪切模量比随动剪切应变衰减的速率越慢;阻尼比随着动剪切应变的增大而增大,围压越大,阻尼比越小,变化趋势可用提出的修正的Hardin-Drnevich公式进行描述。研究成果可为土石坝抗震设计与动力稳定评价提供理论基础。     

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...