一种粗粒土室内渗透比较试验研究

用一种粗粒土（碎石料）进行室内渗透试验。采用不同的试验条件，研究测试过程中影响渗透系数指标的几个主要因素。文中试验方法对粗颗粒土试验人员如何正确试验将有所帮助。所得成果，对水电工程设计人员选用较为合理的渗透设计参数具有一定指导意义     

一种粗粒土室内渗透比较试验研究

用一种粗粒土（碎石料）进行室内渗透试验，采用不同的试验条件，研究测试过程中影响渗透系数指标的几个主要因素。文中试验方法对粗颗粒土试验人员如何正确试验将有所帮助。所得成果，对水电工程设计人员选用较为合理的渗透设计参数具有一定指导意义。     

粗粒土粒的防渗特性

将砾质土料，碎石土料，岩石风化料，人工掺合料等粗粒土料，作为大型高土石坝防渗体的填筑材料，已被国内外水利水电工程广泛应用。这种土料填筑防渗体，不仅可以比通常填筑均质坝的细粒土粒取得更高的填筑密度以及具有更好的抗剪强度等力学性质，而且亦可以取得良好的防渗性能。本文结合瀑布沟水电站，硗碛水电站等工程实例，对粗粒土粒作为高土石坝防渗体填筑材料的防渗特性了一些探讨，认为：１。上坝土料中粗粒含量Ｐ５不能超过     

泥浆渗透粗粒土与防渗墙接触面强度特性的试验研究

在复杂粗粒土地基中建造混凝土防渗墙时,槽孔内的护壁泥浆会因与所在地层地下水的压力差而向粗粒土地层内发生渗透,进而在槽孔壁面上形成泥皮,泥皮的存在会改变粗粒土地层与混凝土防渗墙结构之间接触面的受力状态,对接触面的强度特性产生一定的影响。为了直观的反映各种因素对于接触面强度特性的影响情况,准确、合理地分析泥浆护壁条件下泥浆渗透粗粒土及泥皮的性状与防渗墙应力和变形特性之间的关系,通过在各种不同条件下,利用泥浆在粗粒土中的渗透试验、泥皮作用下泥浆渗透粗粒土与混凝土防渗墙接触面的剪切强度试验,揭示了接触面的力学指标与强度特性随着不同粗粒土地层结构、不同泥浆渗透条件、不同泥浆特性的变化规律。     

粗粒土渗透变形机制浅析

对砂卵砾石的渗透变形的形成条件进行了简要分析，在此基础上对渗透变形的形式进行了简要评价，并提出了渗透变形临界坡降的计算方法。     

黄河公伯峡水电站工程粗粒土的施工特性

分析了公伯峡水电站粗粒土施工中的集料级配、含水率、碾压机械、铺土厚度、碾压遍数等因素对压实的影响 ,提出对集料进行掺配、加水以及调节碾压机械振幅、振动频率等碾压施工技术措施     

级配不连续粗粒土渗透变形试验缩尺方法研究

目前,基于试样的干密度、抗剪强度、变形特性和渗透性等效,提出了各种粗粒土试验超粒径颗粒缩尺方法,但对渗透变形试验中超粒径颗粒的处理并没有明确说明。通过采用不同缩尺方法对具有不同渗透稳定性的级配不连续型粗粒土进行渗透变形试验,并与原级配土的试验结果进行对照,分析了各类缩尺方法对渗透变形试验的适用性。结果表明:对于缺级粒径小于5 mm的级配不连续型土,等量替代法不影响粗料的绝对孔隙体积和细料填充程度,对管涌型和流土型土进行缩尺处理不改变试样的渗透破坏形式和水力条件;相似级配法因土体粒径的等比例减小使反映粗料孔隙尺寸的特征粒径D20相应变小,对管涌型土进行处理后渗透破坏形式转变为过渡型,流土型土的渗透破坏形式虽不会发生改变,但土颗粒离散程度的增大使相应的临界和破坏坡降明显降低;等量替代法能取得优于相似级配法的缩尺效果。     

宽级配粗粒土压缩变形特性试验研究

堆石坝工后沉降变形是影响坝体安全运行的关键。为研究筑坝粗粒土不同骨架结构的受力特 性,以及填筑因素对其压缩变形特性的影响,选取筑坝粗粒料设计不同粗粒含量 Ｐ5、密度 ρ与含水率 ω, 开展了 16组侧限压缩试验。研究结果表明:相同初始孔隙比、不同粗粒含量土体骨架结构的疏密程度 不同,随粗粒含量 Ｐ5增大,粗粒土压缩后孔隙比变化 Δｅ呈先增大后减小的趋势,且粗粒含量 60％的土 体压缩后孔隙率最小,干密度最大。压缩后,依据粗颗粒相互排列与接触的关系,可将粗粒土骨架结构 分为粗粒悬浮、粗粒咬合与粗粒架空三种类型。通过极差分析,土体的密度 ρ对其压缩变形影响最大, 其次是粗粒含量 Ｐ5,含水率 ω的影响最小。     

不良级配粗粒土渗透变形的数值试验

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。     

关于注水试验不适合均质土坝坝体渗透性测试的讨论

分析讨论了注水试验这一原位试验方法,认为该方法对于均质土坝坝体渗透性测试存在较大误差,特别是对于小型水库较为单薄的大坝坝体基本上不适用;现行规程、规范关于坝体注水试验的有关规定尚值得商榷,如果实在要将该方法推广应用于类似均质土坝坝体这样的孤立式非半无限空间的人工填筑土体的渗透性测试,建议另行研究和推导渗透系数的计算公式。     

粗粒料的切线模量表达式与参数确定方法

运用两座250 m级高土石坝的实测沉降资料与有限元计算结果,分析了高土石坝的应变量级与应力水平,在此基础上分析了双曲线应力应变模型及其参数确定方法的合理性。研究表明,250 m级高土石坝竖直向应变量级可以达到5%,故常规三轴试验可以适应变形预测对应变范围的要求,但坝内应力水平普遍较低,与确定参数所用的高应力水平段试验数据不协调,从而给土石坝应力变形计算带来不确定性。为更充分地运用低应力水平时的试验结果,建议了应力应变数据的多项式拟合方法,提出一个新的切线模量表达式。对比研究表明,双曲线模型及其参数确定方法高估了等向压缩应力状态下粗粒料的初始切线模量;低估了剪切应力状态下粗粒料的切线模量。文中所提出的表达式可以更好地与应力应变试验结果相吻合,且参数的不确定性大为降低,为提高土石坝应力变形计算的可靠性奠定了基础。     

土石坝坝基覆盖层动力特性参数试验研究

采用室内动力特性试验和现场剪切波速测试,对某水电站土石坝坝基各土层最大剪切模量进行了分析。其中现场剪切波速测试分别采用了单孔法和跨孔法,共获得4组剪切模量随深度变化的曲线,分析表明,4组曲线的变化规律一致,即随深度的增加,土体越密实,剪切模量总体趋势变大;数据的波动性也反应了土性差异对剪切模量的影响。文中还分土层分析了室内试验中的固结比取值、密度取值以及波速测试中土的不均匀性对波速测试和室内试验结果的影响,认为密度取值、土的不均匀性为主要影响因素,固结比为次要因素,试样制备中的密度取值越接近实际土层,所得到的室内试验值与现场测试值就越接近。     

土石坝沉降的预测灰色模型

本文将灰色系统理论应用到土石坝沉降资料分析中，通过新陈代谢方法与GM（2，1）模型相结合建立了灰色预测模型。该模型的可行性与合理性在铁山水库土坝的实际应用中得到了验证。     

土坝水力劈裂的离心模型试验及其分析

本文介绍了深截水槽心墙砂壳坝的离心模型试验及其有限元数值模拟的结果，截水槽两侧的混凝土基座内设有水管。以模拟Ｔｅｔｏｎ坝基岩内裂隙的作用，数值分析用有效应力法，同时采用双屈服面弹塑性模型和损伤断裂模型，分析所得的应力和变形与实测值有一定出入，但两者的基本趋势一致，试验与分析结果均表明，虽然截水槽内拱效应很明显，但无水力劈裂迹象，由此得出结论，深截水槽心墙坝并不见得一定有水力劈裂的危险，流行的总应力     

存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题(如局部高渗透区)会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。     

特高土石坝建设与安全保障的关键问题及对策

随着我国水资源利用进程的推进,一批建设条件和运行环境更加复杂、坝高200 m以上的特高土石坝正在建设或即将开工建设,这些高坝大库的顺利建设与长期安全事关国家经济社会发展和公共安全。分析了复杂条件下特高土石坝建设和长期安全保障面临的理论与技术挑战以及需要解决的关键科学与技术问题,提出了以下重点研究内容:通过筑坝粗粒料和坝体结构的多尺度试验、已建高土石坝运行性状反馈分析、先进数值模拟方法的发展等手段,分别从材料和结构层面,揭示特高土石坝粗粒料力学性质尺度效应、接触面变形与破坏机制、防渗系统服役性能演化规律,建立其长期安全评价理论体系,显著提升特高土石坝变形与渗流安全预测精度;通过新结构、新材料、新设备、新标准的研发,解决复杂河谷条件、恶劣气候条件下坝体结构和防渗系统变形协调与渗流安全问题,形成复杂条件下特高土石坝灾变防控技术体系;基于我国大型水库在线安全监测平台,通过引入先进的卫星遥感技术、制订安全评价标准等,构建特高土石坝安全实时监控与风险预警平台,实现对特高土石坝安全的实时监控、风险预警、信息发布和应急处置指导。从而为进一步提升我国特高土石坝建设水平和安全保障能力提供理论与技术支撑。     

测压管注水试验及改进

在不需要增加水库除险加固工程投资的情况下,对土石坝安全监测中的测压管灵敏度检验规范的要求进行了改进,从而增加了渗流监测可供研究的数据,并通过对试验数据的定量分析,了解土石坝的填筑质量以及运行过程中坝体的稳定性,拓展了大坝安全监测分析的渠道.     

某土石坝上游护坡型式改变影响坝顶高程的试验研究

针对病险水库除险加固过程中会出现的上游护坡型式改变的情况,基于物理模型试验,研究各工况下干砌石与混凝土两种类型护坡的波浪爬高及越浪情况,确定护坡类型变化对波浪爬高和坝顶高程的影响。以某水库大坝为例,采用1∶15的模型比尺进行了不同护坡型式典型断面的波浪物理模型试验。研究发现,由于干砌石、混凝土两种型式护坡的糙渗系数相差0.15,干砌石护坡改为混凝土护坡后最大波浪爬高计算值增长0.56m,试验值增长0.6m,此情况下坝顶的现状高程不能满足规范要求;改变护坡型式后波浪冲击坝顶胸腔而产生的跃浪量也会增加,胸墙收到的最大波浪压力从15.9kPa增至17.8kPa。试验的成果对类似除险加固工程的设计工作具有借鉴意义。     

西藏满拉水利枢纽工程土心墙堆石坝设计

满拉水利枢纽工程大坝为土心墙堆石坝,防渗心墙采用宽级配砾质土,心墙反滤采用天然砂砾料,并以肥心墙、厚反滤的形式成功地解决了渗透稳定问题。文章介绍了大坝的剖面设计、坝体材料分区、坝坡抗震稳定处理措施、基础处理设计以及实际运行等情况。