胶凝砂砾石材料在围堰工程中的应用

根据对国内外相关工程的调研,设计人员认为胶凝砂砾石(简称CSG)材料不仅利用了天然河床砂砾石和岸坡开挖料,料源充足,并且具有胶凝材料用量小、施工无须温控要求、施工工艺相对简单等特点,因此围堰选用CSG材料施工具有快速、安全、经济、环保等优点.针对功果桥电站土石过水围堰工程量大、工期紧的特点,为满足工程建设的进度、质量、...     

胶凝砂砾石坝剖面设计研究

结合胶凝砂砾石材料力学特性及坝体剖面设计理论,研究胶凝砂砾石坝的剖面形式及相应的控制标准。按土石坝设计理论:当胶凝砂砾石材料抗压强度低于3 MPa时,坝体剖面形式属于土石坝断面形式,应按土石坝设计理论进行设计;当材料抗压强度大于6 MPa时,坝体剖面形式属于重力坝断面形式,应按重力坝设计理论进行设计;抗压强度为3~6 MPa时,剖面设计既要考虑坝体整体稳定性、坝体应力状况,又要考虑坝坡的自身稳定及坝体局部抗剪强度。按重力坝设计理论:当胶凝砂砾石材料抗剪强度指标足够大时,需控制坝踵处不出现拉应力,最经济剖面为直角梯形;随着坝体抗剪强度指标的降低,最经济剖面逐步由直角梯形向对称梯形过渡,此时稳定安全系数和坝踵拉应力都需要控制;当胶凝砂砾石材料抗剪强度指标过低时,采用对称梯形剖面,此时坝体不会产生拉压力,需控制坝体整体稳定安全系数满足规范要求。     

守口堡水库工程胶凝砂砾石坝施工方案

胶凝砂砾石坝是近年来出现的新坝型,由于守口堡水库坝址区砂砾石覆盖层较厚,河床砂砾石丰富,大坝采用胶结颗粒料坝是一个比较合理的适宜性坝型,对我国在永久性工程中推广应用具有十分重要的意义．就守口堡水库工程胶凝砂砾石坝初选的施工方案进行了论述,以对下阶段的工程施工及其他工程的应用起到一定的借鉴作用。     

胶凝砂砾石的配料及拌和质量控制措施与质量评定方法初探

胶凝砂砾石坝是设计理念和施工方法介于碾压混凝土坝与面板堆石坝之间的一种新坝型。该文根据工作实践,阐述对胶凝砂砾石坝施工质量关键点配料拌和的质量控制方法和胶凝砂砾石质量评定公式的思考,供胶凝砂砾石坝建设参考。     

胶凝砂砾石在阿拉沟水库溢洪道基础中的应用

胶凝砂砾石(CSG)作为一种新型材料,因其造价低、施工快速简便的特点,已在国内外的围堰和挡水大坝等诸多方面得到了应用。本文主要阐述了胶凝砂砾石做为基础填筑材料在阿拉沟水库溢洪道中的应用,从原材料选择、胶凝砂砾石拌和、摊铺碾压、质量检测和控制等方面做了详细介绍,为今后胶凝砂砾石在水利工程中的应用提供参考。     

胶凝砂砾石配合比设计研究与工程应用

针对某实际胶凝砂砾石永久性水利工程特性进行配合比设计,采用丁朴荣理论公式法和最大密度试验法进行三种砂砾石料混合级配设计,并结合配合比试验研究优选胶凝材料用量和水胶比。胶凝砂砾石材料的抗压强度随着胶凝材料用量的增大而增大,且在胶凝材料用量大于100 kg/m~3时,胶凝砂砾石材料力学性能趋向于混凝土。此外,在同一胶凝材料用量下,试件抗压强度随水胶比的增大呈现先增大后减小的趋势,即存在最优水胶比。综合实际施工技术、节约经济及抗压强度富余度等条件,最终为该工程推荐胶凝材料用量为100 kg/m~3,水胶比为1.0。     

山西省守口堡水库胶凝砂砾石坝科研生产性试验方案设计

山西省守口堡水库大坝为胶凝砂砾石坝,是我国首次将该坝型应用在永久工程中,被水利部确定为科研试验坝进行研究。为了保证大坝施工质量,并完成科研试验工作,为施工规范的编制提供参考资料,大坝施工前必须进行科研生产性试验。文中按照工程设计和招标文件的技术要求,紧密结合工程所处的地域环境、气候条件、施工条件和原材料特性,科学合理地设计了胶凝砂砾石坝科研生产性试验方案,包括试验内容、试验规划、组织机构、资源配置、试验报告提交内容等,为山西省守口堡水库胶凝砂砾石坝科研生产性试验提供了指导性文件,可供类似坝型的模拟生产性试验借鉴。     

胶凝砂砾石坝体应力及位移非线性有限元分析

为校核胶凝砂砾石坝的应力及变形状况,研究坝高、边坡变化对坝体应力及位移的影响。结合胶凝砂砾石坝本构模型,以非线性有限元方法研究不同坝高及边坡对坝体应力及位移的影响。结果表明:胶凝砂砾石坝的大、小主应力均随着坝高的增大而增大,最大大主应力出现在坝基面中部;坝体小主应力等值线在下游分布大体与坝体边坡平行,小主应力的高应力区分布在上游处,且坝踵处拉应力随边坡的变陡而增大。坝体的最大水平位移与最大垂直位移均随坝高的增大而增大;随着坝坡的变陡,坝体最大水平位移增大,垂直位移等值线向下游移动。     

胶凝砂砾石坝筑坝材料耐久性能研究及新型防护材料的研发

针对胶凝砂砾石坝体材料和新型保护层材料抗渗和抗冻性能展开了试验研究,其中抗冻测试中引入气冻和冰冻两种测试手段以表征胶凝砂砾石抵抗冻融和温度循环的能力.结果表明,未掺加外加剂的胶凝砂砾石180d龄期抗渗可达到W8,90d龄期抗冰冻不足25次冻融循环,气冻350次温度循环后相对动弹性模量仍约65%,抗气冻可到600次以上温度循环.掺加外加剂的胶凝砂砾石相应龄期的抗渗为W12,抗冰冻达75次冻融循环,气冻350次温度循环后相对动弹性模量仍有80%以上.因此建议胶凝砂砾石中采用外加剂,并以长龄期180d为设计龄期.新型保护层材料的研发试验表明,变态胶凝砂砾石、富浆胶凝砂砾石均具有良好的防渗(抗渗等级W10以上)和抗冻能力(F300次冻融循环),可作为胶凝砂砾石坝上、下游防渗抗冻保护层材料.     

胶凝砂砾石坝简化施工温控措施研究

胶凝砂砾石坝作为一种新坝型,具有安全性高、经济环保、施工快速等优点,但仍有诸多问题需要解决,尤其要推广应用到高坝工程中。本文根据胶凝砂砾石坝的材料特性和施工工艺,提出简化其施工温控措施的设想,以一座百米级胶凝砂砾石坝为例,采用三维有限元法对其简化温控措施前后的温度场和应力场进行仿真分析,仿真分析计算结果为胶凝砂砾石坝简化温控措施、加快施工速度提供了依据。     

覆盖层上胶凝砂砾石坝应力应变特征及影响因素

为了研究在覆盖层上的胶凝砂砾石坝的应力应变特征及影响因素,为未来在覆盖层上建造胶凝砂砾石坝做准备,使用三维有限元模拟,基于一种考虑了围压的修正邓肯—张模型模拟胶凝砂砾石料,对正常工况下的覆盖层上的胶凝砂砾石坝进行了模拟,并分别考虑了覆盖层厚度、弹性模量以及坝体胶凝材料掺量对覆盖层上胶凝砂砾石坝坝体内部的应力应变的影响。结果表明:覆盖层厚度、弹性模量以及坝体胶凝材料掺量与坝体位移呈现明显的线性关系,坝体位移随着覆盖层厚度的增加与弹性模量的降低而增大,但对坝体大、小主应力的影响不明显。即使在较软、较厚的覆盖层上,胶凝砂砾石坝仍然可以承受较大的变形而坝体内部应力变化不剧烈。该研究成果可以为胶凝砂砾石坝的选址提供一定的参考作用,可拓宽胶凝砂砾石坝的选址范围。     

双斜滑动面地基对胶凝砂砾石坝破坏模式的影响研究

为探究复杂地基对胶凝砂砾石坝(CSG坝)安全稳定性的影响,对均质地基、断裂双斜滑动面地基和完全发育双斜滑动面地基上的CSG坝开展了三维地质力学模型试验研究。通过分析试验中坝体、坝基的变形特征,以及模型的破坏过程与破坏形态,探究了影响坝体安全稳定的控制性因素。研究结果表明:(1)均质地基模型、断裂双斜滑动面地基模型和完全发育双斜滑动面地基模型的超载安全系数K_p分别为6.8、6.4和6.0。(2)模型的破坏模式与地基整体性有很大的关系,其由坝体沿坝基面产生的贯通裂缝破坏,逐渐发展为跟随地基中的滑移通道滑动,形成坝踵下降、坝趾抬升的滑动翻转破坏。(3)复杂地基中结构面的抗滑稳定性决定着CSG坝的稳定性;CSG坝在受到双斜滑动面地基影响后,各模型的破坏超载安全系数随着地基的发育逐步降低,严重影响着工程安全性,在坝址选取时应尽量避免可能形成潜在滑动面的危险断层。试验成果可对CSG坝后续发展、设计及施工提供参考依据。     

冲击弹性波法测试胶凝砂砾石性能的试验研究

本文简要介绍了冲击弹性波法的理论和特点,并采用此项技术针对胶凝砂砾石的力学强度,胶凝砂砾石坝保护层材料的抗冻耐久性能开展了探索性的试验研究。通过测试试件的波速与试件的力学强度和动弹性模量等建立相关联系,试验结果表明,抗压强度与弹性波波速存在良好的指数关系,动弹性模量与弹性波波速也具有较好的相关性。因此将此项技术应用到胶凝砂砾石筑坝工程的质量检测和安全监测方面具有前景,本文的室内试验成果为工程现场应用做出了初步探索。     

采砂扰动砂砾料筑坝质量控制探讨

前坪水库原规划料场为天然级配砂砾料,由于人工采砂扰动,导致原规划料料场上层砂砾(卵)石料细颗粒缺失,改变了料场砂砾(卵)石料天然级配曲线、物理力学参数等.如何针对人工采砂扰动砂砾料开展筑坝质量控制工作是值得探讨的问题.本文依据相关规范和设计技术参数,从坝料质量控制和压实质量控制两个方面较系统地对采砂扰动砂砾料筑坝质量控...     

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...     

富胶凝砂砾石材料抗压及抗冻性能研究

采用三因素三水平正交试验、PPR分析法和PPR单因素仿真分析法,探究胶凝材料用量、水灰比及细料含量对富胶凝砂砾石抗压及抗冻性能影响的规律。研究结果表明:胶凝材料用量对富胶凝砂砾石影响程度最大,水灰比次之,细料含量最小。根据投影寻踪仿真单因素分析法得出,随着胶凝材料用量的增加,抗压强度先快速增大随后增幅逐渐平缓;相反,抗冻性能先平缓增大,当胶凝材料用量大于250 kg/m~3时增幅变大。细料含量对富胶凝砂砾石抗冻性能与抗压强度的影响规律相似,随着细料含量的增加,抗压及抗冻性能都随之增大,且在细料含量大于27. 5%时,增幅逐渐趋于平缓。富胶凝砂砾石抗压及抗冻性能随着水灰比增大而增强,当水灰比大于0. 45时出现峰值后下降。     

基于强度参数演化的胶凝砂砾石材料本构关系研究

胶凝砂砾石材料应力-应变关系具有明显的弹塑性和应变软化特性,当前其本构关系推导较为复杂。针对这一问题,本文借鉴岩石材料峰后强度参数演化行为,基于摩尔-库伦强度准则,采用最大主应变ε₁作为应变软化参数,将凝聚力c、内摩擦角φ看作ε₁的分段线性函数,较为简便的推导胶凝砂砾石材料的本构关系。由本构关系式拟合得到不同围压时胶凝砂砾石材料应力-应变关系曲线变化趋势与三轴试验数据吻合良好,说明该方法得到的本构关系可以反映胶凝砂砾石材料的应力-应变特征。