心墙土料裂缝冲刷试验研究

为了解在水流冲刷作用下反滤砂对土石坝心墙裂缝发展的保护作用的特点和机理,以西北地区某拟建土石坝心墙裂缝冲刷试验为例,采用逐级施加水头的试验方法,详细叙述了土石坝心墙裂缝冲刷试验过程及裂缝在水流冲刷过程中的特点。试验结果表明,宽度不大的裂缝在合适的反滤层保护下能防止心墙土体被水流冲刷。     

砾石土心墙料—反滤料联合抗渗研究进展

基于国内外砾石土心墙料-反滤料联合抗渗研究成果,比较砾石土料单独抗渗与砾石土心墙料-反滤料联合抗渗性能,总结砾石土心墙料-反滤料联合抗渗机理、抗渗规律和联合抗渗模型的研究进展以及保护砾石土料的反滤准则,并提出该领域有待研究的关键问题。     

高土石坝心墙裂缝的自愈机理与反滤层的防护作用

通过国内五个地区的典型粘性土裂缝后的自愈机理与出口反滤料关系的试验表明,心墙产生裂缝后不一定会危及大坝安全,只要裂缝中的渗流不会连续的冲刷缝壁,土体本身有能力使裂缝自行愈合.防止心墙裂缝渗流冲刷,保证裂缝自愈的最主要的工程措施是在心墙下游面设置可靠的反滤层.文中根据试验结果给出了反滤层的等效粒径D_(20)与土的分散度D之间的关系.     

心墙高塑性黏土与垫层裂缝渗透实验研究

为了从实际工程的角度更深一步地对黏土心墙混凝土垫层裂缝接触冲刷和填充保护进行研究,通过不同的仪器方案的对比以及实验仪器和试验方法的改进,建立了针对黏土心墙混凝土垫层裂缝接触渗流的实验方法。通过不同条件下的渗流特性试验,探讨了混凝土垫层裂缝对坝体抗渗性的影响因素。对试验数据进行分析后,得出以下结论:缝宽的影响,工程中反滤层下的垫层及廊道混凝土裂缝应小于1.0 mm,超过1.0 mm的裂缝应当做适当处理;压应力的影响,当应力达到0.5 MPa及以上时,在反滤层保护下,围压的作用可以延迟接触冲刷破坏的发生;反滤措施的作用和影响,渗透水中进入裂缝的黏土颗粒由于下游反滤层的保护作用逐渐停滞下来并对裂缝进行了填充。     

混掺、平铺立采施工方法在观音岩水电站反滤料制备中的应用

心墙堆石坝的反滤料主要起对心墙防渗体的反滤作用和对坝壳料的过渡作用,其加工制备的工艺设计和施工质量尤为重要,涉及坝料规划、设计施工等各个环节。结合工程实际,通过试验分析、施工方案操作结果对比,着重阐述了制备反滤料施工方法的合理选用,使之既满足规范要求,又方便施工,同时也节约工程造价,为今后类似工程提供借鉴。     

粘土与含砾土裂缝冲刷反滤层的变化机理

通过对陕西黑河大坝筑坝心墙粘土料和新疆下坂底筑坝含砾土料的裂缝冲刷试验研究,分析了粘土与含砾土在设计反滤层情况下,两种不同性质的土体在各种原因形成裂缝冲刷时,对原反滤层结构的影响及变化机理。同时揭示了次生反滤层的形成规律和裂缝自愈机理,进而从试验上进一步论证了反滤层在阻止渗透变形与破坏中的巨大作用,为裂缝土体抗冲刷时选择反滤体提供了理论依据。     

反滤层粒度组成及厚度对大坝渗流特性的影响

反滤层的粒度组成和反滤层厚度及其结构对大坝渗流特性具有显著的影响。针对某黏土心墙砂砾石坝,设计了黏土心墙两侧反滤层材料的颗粒级配范围线（上、下包线）,配制了材料颗粒级配,并对其进行了4组渗透变形试验,获得了试验材料的临界坡降、渗透系数和渗透破坏形式。根据渗透试验结果和双层反滤结构,采用有限元数值方法对两层反滤料厚度的11种组合（厚度变化范围为0.5~2.5 m）的大坝渗流特性进行了模拟分析。结果表明:（1）反滤层的第一层粒度较细,包线内土料粒度由细变粗时,对渗透系数的影响较小,对临界坡降和破坏坡降的影响较大,且破坏类型由流土变为管涌形式;第二层反滤砂砾石颗粒较粗,且粒径5 mm以下细颗粒含量很少,渗透特性取决于粗粒材料的含量,为过渡型破坏类型。（2）当双层反滤层总厚度不变（厚度3 m）时,改变反滤层的厚度组合和粒度组合,对大坝单宽渗流量和心墙出逸点高程的影响较小。第一层反滤料厚度从0.5 m增加到2.5 m,心墙和反滤料的出逸比降均呈非线性增长,第一层反滤料出逸比降增幅为92.7%,第二层反滤料的出逸比降增幅为70.0%。第一层反滤料粒度变化比第二层反滤料粒度变化对心墙和反滤料出逸比降的影响小。（3）反滤层厚度保持3 m时,建议第一层反滤料厚度取1.0~1.5 m,相应地第二层反滤料厚度取2.0~1.5 m;粒度组成选取两层反滤料都靠近下包线位置,即粒度较粗为最优。     

喀麦隆曼维莱水电站土石坝心墙反滤设计

反滤料的设计在心墙坝的设计中占有很重要的位置,是心墙坝设计的关键,反滤准则在国内外得到广泛应用。以喀麦隆曼维莱水电站工程为例,采用美国陆军工程师团的设计规范,叙述了反滤料的设计过程和设计步骤,为其他工程的反滤设计提供参考。     

高黏粒含量防渗土料的反滤排水优化研究

德厚水库是一座建设于岩溶区的大型水利工程,大坝采用黏土心墙堆石坝,防渗心墙采用南方红黏土填筑,防渗性能好,但高黏粒含量带来反滤保护设计要求高、颗粒细、带宽较窄、加工难度大的问题。文章通过对单独心墙料及在4组不同颗粒组成的Ⅰ反料保护下的渗透破坏试验研究,找到渗透破坏临界比降,为设计对反滤料进行优化调整提供了技术支撑,解决了工程实际困难,可为类似以典型南方红黏土筑坝的工程提供借鉴。     

大坝心墙料分散性及处理措施试验研究

分散性黏土是一种特殊土,具有易被水冲蚀的特性。随着国内外土石坝发展迅速,心墙土的选择范围也不断扩大,能否选用分散性黏土作为心墙填料以及分散性黏土在反滤层保护下防渗效果如何,是工程设计中十分关心的问题。针对某水利枢纽2个料场的心墙料取样开展了与分散性有关的试验研究,通过针孔、碎块、孔隙水溶液及双比重计4种室内试验鉴定方法对心墙料的分散性进行判定。对分散性心墙料掺加不同比例的水泥或生石灰进行了改性,并对改性前后的心墙料渗透特性和反滤保护措施效果进行对比研究。试验成果表明:料场的部分心墙料具有分散性;2个料场的土料在水泥掺量3%或者生石灰掺量3%~5%的情况下,基本可以消除土料的分散性;经过掺水泥或石灰等方式改性的心墙料比未掺改性材料的心墙料能承受的水力比降更高;在合适的反滤料保护下,分散性黏土能承受较高的水力比降,在裂缝等不利情况下有良好的自愈能力。     

高土石坝心墙砾石土料自动掺合系统研究

针对平铺立采传统工艺存在自动化水平及生产效率低、掺合场地大且经济效益差等问题,为提升高土石坝心墙砾石土料掺合质量和效果,借鉴水泥生产掺合理论和工艺,依托坝高312 m的双江口水电站砾石土心墙堆石坝工程,全面研究了心墙砾石土料自动化掺合理论、掺合装置、配料及计量系统,提出了采用犁式搅拌装置的卧式强力掺合机进行掺合的设计依据和参数,以及掺合系统精准计量方式和装置参数。通过三维模拟计算分析可知:掺合系统生产能力为1 080 t/h,掺和次数可达4次,土料计量精度可控制在0.5%以内,砾石料计量精度可控制在1%以内,掺合效果达到预期目标,满足设计要求。该研究首次在水电行业提出了土石坝砾石土心墙料自动掺合理论和相关装置设计参数,为300 m级高土石坝心墙砾石土料自动掺合奠定了理论和技术基础,其成果可供其他类似工程参考借鉴。     

达克曲克水电站沥青混凝土心墙坝坝料选择及碾压参数研究

沥青混凝土心墙坝砂砾料的填筑质量是坝体安全稳定的关键因素。文章介绍了地处严寒、强震区的达克曲克水电站沥青混凝土心墙坝坝体设计、坝料选择及砂砾料现场碾压试验情况,提出了砂砾料碾压参数和控制措施。     

糯扎渡水电站大坝粘土心墙雨季施工技术

通过总结糯扎渡水电站大坝心墙在雨季施工的经验,探讨了防渗土料开挖、掺合料取用和粘土心墙雨季填筑施工采取的措施和方法。研究结论可为同类型土石坝填筑施工提供参考与借鉴。     

大坝反滤料及掺砾石料加工系统工艺流程 设计及设备配置

糯扎渡水电站心墙堆石坝坝体反滤料及掺砾石料加工系统系我部自行设计,安装和运行的,有些关键技术及工艺流程都属同行业首次尝试。因此,该系统完善、稳定、科学,可满足大坝填筑需求。     

白杨河水库大坝反滤料设计及优化

黏土心墙的设计,需做好坝体各分区的土料设计,而其中反滤料的设计直接关系到坝体的安全。白杨河水库大坝反滤料从技施阶段的设计到现场的实施,根据现场的实际情况进行了优化,并通过试验和验算相结合的方式得到了验证。本文就白杨河水库大坝的反滤料设计及优化进行了分析总结,以供类似工程借鉴。     

疏勒河青羊沟水电站枢纽挑流消能鼻坎设计与优化

青羊沟水电站枢纽采用挑流消能设计,枢纽布置为3孔泄洪表孔和1孔泄洪冲沙表孔。枢纽下游河床非常狭窄,宽度仅为20余m,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎在不同流量下的水力性能要求很高。原设计采用宽尾墩结合扭曲式鼻坎消能,左右表孔出口水流对两岸坡脚有直接冲刷,且对下游河道的冲刷深度较大。针对原设计水流冲刷两岸及冲深较大的问题,结合枢纽水工模型试验,优化了鼻坎体型,使挑坎结构布置安全、合理,并满足运行要求。     

某水电站混合坝接头坝顶开裂成因分析

针对混合坝接头处存在软硬材料的接触界面并易产生坝顶裂缝的问题,以某水电站混合坝工程为例,针对其在初次蓄水后心墙堆石坝接头部位坝顶出现多处裂缝的现象,通过考虑坝料的湿化与流变特性,采用有限元耦合变形倾度法对右岸心墙堆石坝及接头坝段开展了三维数值仿真分析。结果表明:(1)蓄水引起的上游堆石湿化变形是导致接头坝顶开裂的主要原因;(2)接头部位的坝料受下部混凝土接头斜坡的支撑约束,沉降位移明显小于上游堆石,导致变形不协调,引起土体开裂;(3)坝顶沉降梯度较大是坝顶出现裂缝的主要原因,其中沿坝体顺河向的坝顶沉降梯度引起的裂缝与坝轴线平行,沿坝顶顺河沉降梯度引起的裂缝与坝轴线垂直。对比实际坝顶开裂部位,初步判断当坝顶不均匀沉降梯度0.6%时,产生开裂的概率较高。研究所得成果可为混合坝的设计施工提供参考。     

植被混凝土新型生境构筑基材稳定性分析

利用植被混凝土生态技术修复的边坡,其失稳破坏问题仍然存在,利用不同破坏模式下的剪切应力—位移曲线,在确定滑面上进行受力分析,考虑降雨对基材重度、冲刷作用及剪切应力折减的影响,确定了基材安全系数与位移变化关系,对新型基材构筑方式进行稳定性分析,对口型坑贡献率进行评价。结果表明:新型构筑方式能有效增大各工况下基材破坏位移,天然状态下为喷播基材的1.25~1.46倍,降雨时为喷播基材的1.14~1.25倍。施工后,随着根土复合体逐渐形成,两种构筑方式下的安全系数可增加为原来的1.53~1.6倍。安全系数随着口型坑尺寸增大,基材破坏位移、贡献率逐渐增加。算例表明,口型坑最大贡献率能达到88.52%。