堆石料与土工格栅间拉拔特性试验研究

针对目前土石坝工程中最常采用的双向塑料焊接土工格栅和双向涤纶经编土工格栅,采用大型拉拔试验设备完成了两种格栅在堆石料中的拉拔试验,以研究其与堆石料的相互作用机制及加筋效果。试验结果表明：拉拔位移较大时,塑料焊接格栅的格栅节点达到极限强度而发生剥离破坏,造成拉拔力的阶梯式衰减,节点强度是控制界面强度的重要因素且法向作用的荷载大小对节点强度的影响不大;而涤纶经编格栅拉拔力“硬化”现象明显,试验初段,由于格栅材质柔度较大,横肋阻力作用不明显,抗拉拔力由纵肋摩阻力和节点端承阻力提供,经过较大的拉拔位移后,格栅节点并未发生剥离破坏。     

堆石料湿化变形特性试验研究

通过室内大三轴单线法对堆石料的湿化变形进行了试验研究,探讨了在不同密度、不同围压、不同应力水平状态分别对堆石料进行浸水后变形特性的规律性研究,根据建议的湿化模型整理了计算参数。试验结果表明:随着围压增大、浸水应力水平提高,堆石料的湿化轴向应变变大,在围压和应力水平增加超过某一范围后,堆石料的湿化轴向应变明显增大。湿化轴向体变随围压浸水应力水平的变化不是很明显。随着堆石料密度的提高,堆石料的湿化变形量产生一定量的减少。     

面板堆石坝堆石料现场碾压试验简述

面板堆石坝是一种当地材料为主的拦河坝，堆石料的现场碾压试验的重点是研究对压实验密度发生作用的各种因素，从而确定堆石料的最佳适用材料，推荐所选定材料的最佳填筑，碾压，洒水等设计，施工参数。     

堆石料蠕变试验方法研究

堆石料是土石坝的主要填筑材料,其蠕变特性研究是土力学热点之一。蠕变试验的方法主要有三轴试验和单向压缩试验两种。三轴试验是研究堆石料常用的试验方法,其轴向变形主要是偏应力引起的剪切变形。而单向压缩试验,作为一种可以研究 K0 状态下堆石料的蠕变特性的试验方法,目前对此的研究较少。应用大型三轴仪(Ф300mm) 和大型叠环式固结渗透仪(Ф500 mm) ,选用双江口堆石料,分别进行了堆石料的蠕变试验,成果表明两种蠕变试验的剩余蠕变量与时间的关系都可以采用幂函数准确表达。三轴试验成果验证了九参数蠕变模型的通用性,根据单向压缩试验成果提出了简单的经验公式。最后对两种试验成果进行了比较分析,发现单向压缩蠕变可以视为应力水平为 0.4 时的三轴蠕变,其不能反映应力水平对堆石料蠕变特性的影响。因此,要对堆石料进行蠕变研究,宜采用三轴蠕变试验。     

堆石料流变试验的颗粒破碎研究

已有的研究成果表明堆石流变与颗粒破碎有关,但流变引起的净破碎率和流变之间的关系尚不明确。通过室内大型流变试验,分析了流变引起的颗粒破碎,发现破碎率与最终流变量之间存在线性函数关系,破碎率与轴压之间存在幂函数关系;轴向流变变形与时间之间的关系可以用对数函数表示,相应的流变参数与轴压之间呈良好的线性关系。     

堆石料的现场压缩试验

介绍了堆石料的现场压缩试验。根据现场试验成果，分析了堆石料的压缩变形性质，总结了影响堆石料压缩模量的主要因泰通过对堆石料室内外压缩试验成果的对比分析，认为堆石料压缩模量具有明显的缩尺效应。     

堆石料缩尺效应试验研究

为研究堆石料缩尺后,强度、变形和邓肯张E-B模型参数等的变化规律,对某堆石坝主堆石区料开展试样尺寸分别为Φ500×1000 mm(最大试验粒径为100 mm)和Φ300×700 mm(最大试验粒径为60 mm)的超大型三轴和大型三轴剪切试验.结果表明:① 大型三轴的内摩擦角和峰值应力大于超大型三轴;② 大型三轴邓肯-张...     

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。     

红鱼洞筑坝堆石料现场碾压及相对密度试验研究

文章以四川省红鱼洞水利枢纽两种筑坝堆石料为研究对象,进行现场碾压试验和大型相对密度试验,研究碾压遍数以及是否洒水对碾压效果的影响,确定筑坝堆石料的最大、最小干密度,再结合现场碾压试验,确定碾压试验结果对应的相对密度值.     

关于中、低混凝土面板堆石坝省去挤压钢筋的探讨

当今国内外已建的混凝土面板堆石坝中，尽管没有发生过垂直缝、周边缝边缘，混凝土因受压产生的破碎与剥落的问题，但大多数现代面板坝、在垂直缝、周边缝边缘，均采用2层细钢筋，以防止混凝土的挤压破碎与剥落。根据塞沙那（澳大利亚，坝高110m）、阿里亚（巴西，坝高160m）等几座面板坝的原型观测及1986年建成的澳大利亚高122m的利斯坝设计中取消了边缘（挤压）钢筋，中、低混凝土面板坝省去挤压钢筋问题已日益引起人们的关注与探讨。     

基于单粒压缩试验的堆石料破碎特性研究

堆石料的颗粒破碎是影响其强度及变形的主要因素,但堆石料在受力过程中的颗粒破碎规律仍不明确,缺乏准确判断堆石料颗粒破碎的标准。单粒压缩试验是研究堆石料破碎特性的重要手段,通过可视化单粒压缩试验对920组不同粒径玄武岩堆石料颗粒的破碎过程进行了研究。试验结果表明：玄武岩堆石料单粒压缩破碎的过程大致可分为4个阶段,破碎模式可分为3种类型,破碎程度随粒径的减小而增大;同一粒组的堆石料单粒强度较好地服从 Weibull模型,随着试验样本量的增加,峰值应力分布逐步趋向正态分布;破碎颗粒的级配分布与破碎模式相关,多应力峰值破碎颗粒的碎后粒径级配曲线服从分形分布。     

混凝土面板堆石坝筑坝材料工程特性研究

水布垭工程正在进行可行性研究。混凝土面板堆石坝方案，坝高２３３ｍ，大大超过国内外已建和在建的同类坝型中的是高面板堆石坝设计工作中的关键工作之一。为此，针对水布垭工程的具体情况，对筑坝材料的级配，压实密度孔隙率，压缩模一，排水性能，强度和应力应变等特性进行了大量的室内外试验研究。     

堆石料的临界状态探讨

高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机理有重要影响。为此,本文对堆石料进行了固结应力从400kPa到4MPa的18组固结排水和固结不排水常规三轴压缩试验,及6组等向压缩试验。结果表明:(1)围压低时颗粒破碎轻微,固结排水时试样剪胀,固结不排水时孔压先增加后稍有降低;围压高时颗粒破碎严重,固结排水时试样剪缩,固结不排水时孔压也是先增加后降低;等向压缩时随着平均有效应力增加颗粒逐渐破碎,但不明显;(2)不同的固结应力时,在排水条件和不排水条件下试样都趋于临界状态;(3)堆石料的临界状态在q-p′平面和e-lgp′平面均为非线性变化。最后提出了堆石料的临界状态的数学描述并较好地验证了试验结果。     

Discrete element simulation of crushable rockfill materials

A discrete element method was used to study the evolution of particle crushing in a rockfill sample subjected to triaxial shear. A simple procedure was developed to generate clusters with arbitrary shapes, which resembled real rockfill particles. A theoretical method was developed to define the failure criterion for an individual particle subjected to an arbitrary set of contact forces. Then, a series of numerical tests of large-scale drained triaxial tests were conducted to simulate the behaviors of the rockfill sample. Finally, we examined the development of micro-characteristics such as particle crushing, contact characteristics, porosity, deformation, movement, and energy dissipation. The simulation results were partially compared with the laboratory experiments, and good agreement was achieved, demonstrating that the particle crushing model proposed can be used to simulate the drained triaxial test of rockfill materials. Based on a comparison of macro behaviors of the rockfill sample and micro structures of the particles, the microscopic mechanism of the rockfill materials subjected to triaxial shear was determined qualitatively. It is shown that the crushing rate, rather than the number of crushed particles, can be used to reflect the relationship between macro- and micro-mechanical characteristics of rockfill materials. These research results further develop our understanding of the deformation mechanism of rockfill materials.     

钢纤维混凝土面板堆石坝的抗震性能数值分析

混凝土面板的损伤开裂是威胁面板堆石坝安全的重要因素,纤维混凝土是减小面板开裂的工程措施之一。本文将钢纤维混凝土的本构关系引入到了塑性损伤模型中,并联合广义塑性模型,对200 m级的面板堆石坝进行了弹塑性地震反应分析,分别研究了钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的动力损伤及发展过程,并考虑了不同钢纤维含量的影响。结果表明,塑性损伤模型可以较好地模拟钢纤维混凝土的应力-应变关系;钢含量相同时,钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的损伤区域均在2/3坝高以上;相比于钢筋混凝土面板,钢纤维混凝土面板地震损伤程度降低了18%,损伤范围减小55%;钢纤维含量从70 kg/m3增加到110 kg/m3后,钢纤维混凝土面板的损伤程度降低14%,损伤范围减小80%。研究结果对钢纤维混凝土应用于强震区面板坝的面板抗裂和提高大坝极限抗震能力提供了依据。     

筑坝堆石料的UH模型修正

对堆石料的UH模型进行了不同应力路径的适应性验证,结果表明,该模型在反映堆石料等比例加载时与试验规律存在一定误差,分析认为,原始UH模型的剪胀特征线假定不符合堆石料的变形规律。文中采用了新的塑性势面将原始的UH模型改进为服从非关联的流动法则,修正后的模型对各个应力路径的预测精度明显提高。按照类似的方式,对堆石料的UH动力模型进行了修正,并将修正后的UH动力模型用于预测花岗岩堆石料在循环剪切荷载下的累计变形现象,模型预测结果与试验规律能够较好吻合。     

A simple permanent deformation model of rockfill materials

Existing experimental results have shown that using a semi-log linear relationship between the permanent volumetric strain and cyclic number underestimates the volumetric deformation of rockfill materials with a large cyclic number, and that the error increases with the confining pressure. The existing permanent deformation models are not suitable for the seismic safety analysis of high dams during strong earthquakes. In this study, a series of large-scale triaxial cyclic loading tests of rockfill materials were performed, and a new permanent deformation model of rockfill materials was developed and validated with three kinds of rockfill materials. The results show that the proposed model can properly reflect the general features of the permanent deformation of rockfill materials. The main features of the model are as follows: (1) relations between the cyclic number and permanent volumetric/shear strain are described by hyperbolic functions, which can avoid underestimating the volumetric deformation occurring during strong earthquakes; (2) the model can capture the effect of the mean effective stress on the permanent volumetric strain, with greater confining pressure correlating to greater permanent volumetric deformation, and the permanent volumetric strain under low confining pressure near the dam crest can be well represented; and (3) the model can reflect the effect of the consolidation stress ratio on the permanent shear strain.     

GB系列止水材料在混凝土面板堆石坝中的应用

ＧＢ系列止水材料是一种应用于水工建筑物接缝止水结构的新型止水材料，在混凝土面板石坝中得到了日益广泛的应用。结合ＧＢ系列止水材料的主要性能，介绍了其研究状况以及大坳、柴石滩、芹山、乌鲁瓦提面板堆石坝中的应用。