堆石料的动力变形特性

本文介绍了新疆吉林台面板堆石坝堆石料的大型振动三轴试验结果，重点研究了堆石料的振动残余变形特性。试验结果表明，堆石体具有相当大的体积收缩特性，如果在堆石坝的地震永久变形中无视这一点，将会带来不可允许的误差。     

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。     

堆石料形状系数分析

堆石料是堆石坝坝体的主体材料，其颗粒形状作为影响堆石料颗粒破碎和密实程度的一个重要因素，与堆石料的应力变形特性有直接关系，进而影响坝体的整体沉降变形特性。以某大型水电站堆石坝为例，从二维尺度和三维尺度对其堆石料形状系数进行了描述，并通过形状系数试验分析了不同颗粒粒径条件下的堆石料形状系数。研究结果表明，针对所使用的试验材料，在二维尺度下堆石料的修正Blaschke系数在0.85~0.86之间，凹凸度在0.55~0.80之间；三维尺度下，堆石料的颗粒球形度在0.69~0.78之间，凹凸度在0.60~0.67之间。     

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。     

不同主次堆石料模量比的面板堆石坝特性研究

面板堆石坝的主次堆石料分区使面板堆石坝坝体应力路径变得复杂,对坝体变形影响很大,因此主次堆石料的合理布置对坝体位移及稳定性有着重要影响。以国内某面板堆石坝工程竣工期和蓄水期的变形特性研究为例,运用E-B模型与ADINA软件自带的Law3模型进行数值仿真计算,考虑主次堆石料模量比从0.75∶1逐渐变化到1.5∶1四个方案,对比分析了不同主次堆石料模量比下坝体水平位移和竖向位移的分布特征,并通过考虑堆石料的流变特性,分析流变对坝体堆石料水平位移和竖向位移的影响。研究基于不同主次堆石料模量比的面板堆石坝流变特性,提出当主次堆石料模量比为1.5∶1时坝体与面板有较好的变形协调性。     

高面板堆石坝坝体流变性状

根据室内堆石料的流变试验，确定了坝料的流变参数，利用改进后的流变模型计算了公伯峡电站混凝土面板堆石坝的坝体和面板变形。计算结果表明，计入堆石料流变变形的计算模型能更好地模拟高面板堆石坝的应力应变系。     

堆石料填筑标准对狭窄河谷面板堆石坝应力变形的影响研究

为研究堆石料填筑标准对于狭窄河谷高面板堆石坝应力变形的影响规律,本文运用三维有限元法,以某高面板堆石坝工程为例,进行了堆石料不同填筑标准下的大坝应力变形特性的对比研究。结果表明:随着堆石料填筑标准的提高,坝体和面板的应力变形均基本呈现单调递减的变化规律,且堆石料填筑标准对坝体和面板应力变形的影响存在一个明显的"拐点",如本文工程实例的主堆石料干密度影响"拐点"为2.16 g/cm3。因此,通过提高堆石料填筑标准,可以明显改善狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形状况,但应注意堆石料填筑标准对大坝应力变形的影响存在"拐点"这一特性。     

天生桥一级水电站面板堆石坝筑坝材料性质研究简介

结合天生桥一级开展的高砼面板堆石坝坝体填筑材料研究，是“七．五”国家科技攻关项目中的一个子题，它从堆石料的基础试验工作入手，研究了堆石料试验的缩尺范围及其对工程性质的影响，提出了模拟材料的参考控制介限；模拟现场振动压实的室内试验方法，控制标准及现场碾压试验成果；研究不同级配垫层料的渗透性，抗渗稳定性及其反滤作用，提出了满足设计要求的垫层料优化级配范围；研究了垫层料及堆石料的压缩变形及其变形的合谐性     

天生桥一级水电站面板堆石坝筑坝材料性质研究

“七．五”国家科技技攻详项目１７－１－１－１，结合天生桥一级高混凝土面板堆石坝坝体填筑材料研究的主要成果，综从堆石料的基试验工作入手，研究了堆石料试验的缩尺范围及其对工程性质的影响，提出模拟材料的参考控制介限，模拟现场振动夺实的室内试验方法，控制标准及现场压试验成果；研究了不同级配垫层料的渗透性，抗渗稳定性及其反滤作用，提出了满足设计 垫层料优化级配范围；研究了垫层料及堆石料的压缩变形及其变形的合     

老挝南欧江六级电站土工膜面板坝堆石料试验研究

南欧江六级水电站复合土工膜面板堆石坝堆石料采用板岩填筑，由于板岩遇水软化、干湿交替后强度降低明显，属于较软岩；为进一步复核坝料分区、堆石料特性，确定堆石料填筑施工控制参数，在坝体填筑前进行了现场生产性碾压试验及室内力学参数试验研究。成果表明坝料分区、坝坡稳定满足规范要求，坝体应力和变形分布合理。     

堆石坝加固工程中结构化胶结技术的应用

清华大学发明的结构化胶结技术通过调节自密实浆液流动性和粘性控制浆液在堆石料孔隙中的流动扩散范围，将堆石料按照设计目标进行部分胶结，在提高堆石料强度、弹性模量等力学性能的同时，仍然保持堆石料的散粒体特性，能适应地基较大变形。在覆盖层上建设结构化胶结堆石坝，可减少堆石坝体积，减少坝体沉降，提高坝体抗冲缓溃能力。介绍了结构化胶结技术在某混凝土面板堆石坝除险加固工程中的应用，该新型技术的应用可为后续相似病险坝的加固处理提供借鉴，也为新建结构化胶结堆石坝积累了设计施工经验。     

广义塑性模型在狭窄河谷面板坝中的应用

文章以黔中水利枢纽狭窄河谷面板坝为例,建立了相应的三维模型,采用广义塑性模型预测了堆石料三轴加载下的强度和变形特性,并将广义塑性模型嵌入数值模拟计算程序中计算了此面板坝的变形情况。预测结果表明:广义塑性模型可以较好地模拟堆石料三轴试验应力变形特性,计算结果可以反映堆石坝的变形情况,同样可以应用于土石坝工程变形计算。     

清华K-G模型对筑坝用风化料的适应性研究

清华K-G模型最初主要是基于筑坝堆石料三轴试验提出的一种土体本构模型，风化料是一种重要的筑坝材料，其颗粒组成与强度和变形特性与堆石料和粘性土都有较大的不同．针对云南水城水库心墙堆石坝筑坝用的两种风化料的常规三轴试验结果用该模型回归参数，结果表明该模型及相应参数能较好地模拟风化料的变形试验曲线．     

基于广义塑性模型的高面板堆石坝应力变形数值模拟

基于大型静力三轴压缩试验、等向压缩和卸载试验,构造了简捷的塑性模量表达式,建立了适用于堆石料的广义塑性本构模型。堆石料的本构模型模拟和三轴压缩试验的对比结果表明:广义塑性模型不仅能反映堆石料在低围压下的剪胀性和高围压下的剪缩性,而且能反映堆石料因颗粒破碎而引起峰值应力比和剪胀应力比的非线性变化特性。此外,有限元静力计算结果表明,坝体水平位移和沉降特性均符合高面板堆石坝的一般变形规律,量值在合理范围内。     

筑坝堆石料尺度效应对坝体应力变形的影响研究

由于试验仪器与试验边界与现场施工条件存在一定的差异,土石坝工程现场堆石料力学性能参数与试验室内三轴试验测的力学性能参数之间不可避免的存在差异,本文通过对某抽水蓄能电站上水库沥青面板堆石坝筑坝堆石料尺度效应对坝体应力变形的影响的分析,得出了筑坝堆石料尺寸效应对坝体应力、变形的影响趋势。     

堆石坝薄柔性防渗结构长期变形的适应性

薄防渗结构必须具有适应堆石坝长期变形而保持其防渗性的能力。堆石坝可采用高质量堆石料和增加碾压效果降低堆石料孔隙比从而减小长期变形量。混凝土面板只能依靠面板接缝而适应坝体变形;沥青混凝土面板本身是柔性的,能适应堆石坝变形;处在坝体中间的沥青混凝土心墙更能适应堆石坝变形。     

面板堆石坝非线性变形特性及分区影响研究

为了定量分析堆石料分区及其力学特性差异对面板堆石坝变形的影响,采用非线性有限元法,对坝高200 m级的典型面板堆石坝开展竣工期、蓄水期和变形稳定期的变形计算,重点分析5种不同主、次堆石分区方案和4种不同主、次堆石料模量比方案对大坝变形的影响.通过变形分布规律和极值变化规律对比分析表明:不同主、次堆石区分界对坝体变形分布...     

基于广义塑性模型的加筋面板堆石坝数值模拟

为研究地震作用对混凝土面板堆石坝采用的混凝土是否加筋有何影响,基于堆石料的静动力大三轴试验结果,构造了能考虑剪应力水平影响和堆石料颗粒破碎的一个简洁塑性模量表达式,建立了适用于堆石料的广义塑性本构模型。本构模型模拟曲线与三轴静动力试验曲线的对比结果表明:该模型能较好地模拟堆石料在低围压下的剪胀性和高围压下的剪缩性,以及在循环荷载作用下的滞回效应、硬化特性和循环致密性等复杂应力状态。此外,利用该模型的高面板堆石坝动力有限元计算结果表明:加筋前后地震加速度和永久变形的分布规律一致。加筋对大坝的地震反应加速度影响较小,却可有效地减小大坝的地震永久变形;加筋对顺河向地震永久变形的抑制作用大于震陷。加筋间距越小,大坝的地震永久变形越小,但地震永久变形的减小幅度逐渐降低。研究成果可为混凝土面板堆石坝的施工设计提供参考。     

盘石头水库混凝土面板堆石坝次堆石区坝料设计

本文根据大型室内坝料试验、计算和监测成果，分析了盘石头混凝土面板堆石坝在下游次堆石区利用工程开挖的软弱页岩堆石料和含泥灰岩堆石料的可行性。研究表明，该页岩坝料虽然力学性质软弱，但仍适于坝体下游干燥区筑坝之用；含泥量在10％以下的灰岩坝料无论是强度、变形和渗透性，均和不含泥的灰岩堆石料接近，硬岩堆石料含泥量标准适当放宽是合理的。     

不同试验方法对堆石料湿化变形的影响

堆石料的浸水变形是引起土石坝后期变形的主要因素之一。为了研究不同试验方法对堆石料 湿化变形的影响,采用大型压缩仪对五通组堆石料进行了单线法和双线法湿化试验,研究了一维湿化变 形条件下单线法和双线法对试验成果的影响,比较了两种试验条件下堆石料的湿化变形规律及湿陷系 数,根据试验结果建议采用采用单线法对堆石料湿化特性进行研究。