土石坝7A细反滤料级配优化设计分析

通过对苏丹罗赛雷斯大坝加高工程土石坝7A细反滤料级配优化设计进行了分析,主要介绍了7A细反滤料原始设计级配包络线,设计优化的背景,总结出优化后的7A细反滤料级配包络线以及详细计算过程,以供同行们参考。     

国外两座黏土心墙堆石坝反滤料级配包络线的优化设计

阿尔及利亚德拉迪斯(Draa diss)和玛乌阿娜(Mahouane)黏土心墙堆石坝反滤料设计粒径范围0.08～6.3mm,D100=2～6.3mm,D85=1.3～4.5mm,D15=0.12～0.5mm,含泥量(<0.08mm颗粒)≤5%。采用石灰岩经过粗、中、细破碎、冲洗、筛分生产工艺制得。依据美国工程师指南,对两大坝反滤料原设计级配包络线进行了优化设计,优化设计后,反滤料粒径范围为0.08～12.5mm,D100=3～12.5mm,D85=1.75～8mm,D15=0.13～0.63mm。使两个工程反滤料生产获得率分别由10.4m3/h和15m3/h提高到45m3/h和55m3/h,缓解了生产与填筑需求矛盾,降低了反滤料生产成本。     

贝雷法在细级配混合料设计中的应用

探讨了贝雷法在不同类型混合料中的适用性，从级配设计步骤、检验步骤方面介绍了贝雷法在细型密级配混合料设计中的应用，以便设计者更好地利用贝雷法设计级配。     

级配组成与沥青混合料体积参数的关系

通过试验与统计分析，探讨了粗、细集料用量之比对其级配组成和体积参数的影响，进而探讨了粗、细级配混合料体积参数及设计沥青用量的差异及其主要影响因素．研究结果表明：在连续级配组成的沥青混合料中，粗、细集料用量之比虽然对各自的级配组成有影响，但主要影响的是细集料的体积结构组成；在设计空隙率相同的条件下，粗级配混合料较之细级配混合料有着较高的矿料间隙率和设计沥青用量；在粗集料用量未超过70％（质量分数）时，沥青混合料通常呈悬浮密实结构．     

沥青混合料骨架密实级配设计研究

简述了级配理论以及级配设计方法的发展现状,对国内外骨架密实设计以及骨架评价进行了分析,从理论方法、设计原则、可视化设计三方面,总结了其在未来的研究方向,有利于提高沥青混合料骨架密实级配设计的水平。     

连续级配土的级配方程及其适用性研究

提出了一个描述连续级配土的级配方程,研究了方程的基本性质、对不同土体级配曲线的反映能力,验证了方程对各种连续级配土的普适性。研究表明:该级配方程能够描述出双曲线形、反S形和近乎直线等三种典型的土体级配曲线,而且对于黏土、粉土、砂土和粗粒土等不同土料的级配都具有广泛的适用性。方程参数分析得知b主要决定级配曲线的形状,即双曲线形或反S形,而且,当m较小时,曲线很缓,近似于直线。参数m主要决定曲线的倾斜程度,且曲线主体部分的斜率与m成正相关。和Swamee提出的级配方程相比,本文的级配方程有明显的优越性和更宽广的适用性。对6座国内外土石坝人工爆破堆石料的级配研究表明,级配参数b和m大致在-0.28~0.64和0.45~0.75范围。     

运筹学原理在矿料级配设计中的应用研究

针对矿料级配设计传统方法中图解法和试算法计算效率低、极易出错,以及现有的采用Excel进行级配设计方法存在的求出比例为负值,正规方程无解等问题,笔者提出了采用运筹学原理,通过“贝雷法”参数对目标级配进行求解的新方法,此方法通过编制计算机程序可快速、准确地求解出各矿料比例,并留有人工调整接口,为配合比的计算机辅助设计软件的实现奠定基础。     

克莱姆法则在矿料级配设计中的运用

以SMA-13沥青混合料目标配合比设计中对各矿料组成比例的确定为例,详细论述了克莱姆法则在其中的应用,通过克莱姆法则的应用,使计算机试配法有针对性地进行,进而使整个试配过程变得简单明了。     

浅析滤料反冲洗再生技术

随着油田开发的不断深入,含油污水的杂质含量和油含量较高,出水水质复杂,采出液处理已成为油田开发的重要工作之一。油田每年的采出液和运行污水,处理后全部回注地层,回注水质要求很高,水质不达标直接影响油田开发效果。文中针对油田污水在处理过程中对滤料的污染,出现滤料再生困难、更换周期短等问题,介绍了一种滤料反冲洗再生技术。该技术投入成本低,能够实现滤料的有效再生,延长滤料使用期,具有应用推广价值。     

堆石体的填筑标准与级配优化研究

基于分形理论,进行了大量堆石料室内相对密度试验、压缩试验以及三轴试验,对堆石料级配与干密度、压缩模量、破坏强度、颗粒破碎等工程特性之间的关系进行了深入研究。结果表明:(1)级配对堆石料的物理力学性质影响明显,且随着试验应力的增加,其差异性越来越大。如粒度分形维数D在2.22~2.63的良好级配范围内,制样相对密度取1.0时,堆石料干密度在2.026~2.311 g/cm~3之间,相差14%;在3.2~6.4 MPa压力范围内的压缩模量相差2.47倍;制样相对密度取0.8时,在1.6 MPa围压时的三轴试验破坏剪应力相差23%。(2)相同相对密度条件下,随着粒度分形维数的增加,堆石料的极值干密度或孔隙率、压缩模量、破坏应力均表现为先增大、后减小的规律,在D=2.56~2.62附近均存在极值点,对应P5含量在35%左右,细粒含量过多时的"砂化"现象,导致颗粒骨架效应减弱,堆石的工程性质劣化,极值点对应的临界分形维数控制堆石料的工程性质。(3)堆石料的粒度分形维数与颗粒破碎之间存在良好的规律,即粒度分形维数越高,颗粒破碎越小,可通过级配优化设计控制堆石料的颗粒破碎。(4)基于堆石体的孔隙率可描述为粒度分形维数和相对密度的函数,首次提出了基于变形控制的孔隙率和相对密度双控指标,作为高坝堆石体的填筑标准,并结合如美300 m级堆石坝,提出了堆石料级配优化确定的方法。     

基于分形理论的堆石料级配设计方法

根据分形理论,推导了堆石料级配的分形分布公式。利用6座心墙坝和5座200 m级面板坝工程的现场级配检测资料进行验证,相关系数基本在0.95以上,吻合较好;相对于不均匀系数Cu和曲率系数C_c指标,粒度分形维数可以更客观地反映堆石料填筑级配平均特性;对英安岩、凝灰岩和混合岩等不同母岩特性的缩尺堆石料进行了室内干密度试验研究,同时结合水布垭等4座大坝原级配堆石料的检测资料,研究了级配(粒度分形维数)与压实干密度的关系,认为级配是影响堆石料压实性能的主要因素;利用粗粒土级配的Cu,C_c与分形维数的关系,首次提出了堆石料、过渡料等大粒径筑坝材料的良好级配范围,其粒度分形维数在2.22~2.63之间。研究结论可为堆石料的级配设计与优化提供依据。     

考虑级配和颗粒破碎影响的堆石料临界状态研究

临界状态土力学理论在描述细颗粒土应力变形特性方面较为成功,已经成为建立许多黏土和砂土本构模型的基础。对于堆石料,在应力、密度、级配等因素影响下,其变形特性非常复杂,且高应力条件下颗粒易发生破碎,是否存在"唯一"的临界状态值得探讨。通过对不同级配、不同密度的试样在不同围压条件下的一系列大型三轴剪切试验,研究了堆石料的临界状态及其影响因素。研究发现:不同级配、不同密度、不同初始固结应力条件下,当剪应变较大时试样都趋于临界状态,临界状态的值与初始密度、初始级配、颗粒破碎有关;q–p'平面内,堆石料存在唯一的临界应力比M;在e–(p'/p_a)~ζ平面内,临界状态线基本平行,其截距可以根据初始密度和初始级配直接求得。通过对比分析各试样的临界状态,提出了考虑级配和颗粒破碎影响的堆石料临界状态数学表达式。     

道路基层中优质原材料和混合料级配问题

以大运高速公路临侯段路面为例 ,阐述了该路面的原材料、混合料组成设计及混合料级配的几个重要问题。指出基层原材料良好的质量和混合料良好的级配 ,对沥青路面的使用性质和使用寿命都有十分重要的影响     

C＋＋程序在集料级配设计中的应用

针对集料级配设计在路基、路面工程中的重要性,基于矩阵相乘原理,借用C 程序求得了符合设计要求的比例,以数据接近工程设计级配范围的中值为原则,求得最优级配组合,并结合实例进行了说明,从而为集料级配设计提供了方便、快捷的方法.     

基于分形级配方程的堆石料颗粒破碎SBG模型

准确预测堆石料在受剪过程中颗粒的破碎率以及相应的级配变化,是揭示堆石料在复杂应力状态下强度、渗透、变形等特性的基础。基于分形级配方程,建立了一个实现"应力应变—破碎指标—级配分布(SBG)"转换的模型。引入Einav破碎指标BE作为衡量颗粒破碎率的指标,对分形级配方程进行变形和积分,推导了颗粒破碎率B_E和分形维数D的数学转换,即"破碎指标—级配分布"的转换。对已有的三轴剪切试验数据进行分析,提出一个可以定量表示颗粒破碎率随剪应变和平均正应力变化的数学模型,模型共有3个参数a,b,c,参数b与土体的临界状态有关,根据临界剪应变可以直接确定。对两组不同的试验数据进行拟合,发现模型预测值与试验值具有较高的吻合度,实现"应力应变—破碎指标"的转换。将以上两种转变联立,成功预测了不同剪应变及平均正应力下堆石料的级配变化。     

大石峡砂砾石坝料渗透特性及其影响因素研究

利用试样截面尺寸为1000 mm×1000 mm的超大型渗透仪和Φ300 mm的常规大型渗透仪,针对大石峡面板坝筑坝砂砾石料的渗透特性开展了较为系统的试验研究。结果表明:砂砾石料小于5 mm细粒含量对其渗透系数、抗渗透破坏能力及其破坏模式均具有重要影响;经过缩尺的砂砾石料渗透特性试验结果将高估原型料的排水性能和抗渗透破坏能力;试样尺寸越大,在振动压实制样过程中,砂砾石料中细颗粒离析至试样表面的现象越严重,为提高试验结果的可靠性,利用超大尺寸渗透仪开展试验时,应模拟现场砂砾石料实际振动碾压过程进行制样;大石峡高面板坝筑坝砂砾石料小于5 mm细颗粒含量较高,渗透系数偏小,有必要在垫层区和主堆砂砾料区之间设置过渡反滤区,以提高垫层区料的抗渗透破坏能力。     

论各种级配控制在工程中的相互关系和作用

介绍了级配的含义和分类,研究了各类级配在施工中的应用,提出了规范未涉及的级配测定方法的构想,分析了各种级配控制在工程中的相互关系,论述了各种级配控制在工程中的作用,以加强级配控制,保证工程质量。     

贝雷法级配的设计探索

在对贝雷法级配设计理论分析的基础上,分别对最大公称粒径为37.5 mm,31.5 mm及26.5 mm的三种级配用贝雷法进行了设计,以获得适当的VMA,从而保证设计的沥青混合料具有良好的抗车辙能力和耐久性。