混凝土面板坝面板变形模式与水平向挤压破损研究

研究了混凝土面板在横断面内的变形模式和概化方法,探索了面板变形与面板坡向应力的关系和面板坡向应力的产生机制,揭示了时间、库水位等外部条件对面板坡向应力变形的影响模式,发现坝体变形导致的面板顺坡向挤压或拉伸是面板应力的主要来源。以三板溪面板堆石坝为例,研究了面板水平向破损原因,坝体较大的流变变形引起的面板顺坡向变形是面板较大坡向应力的主要来源,面板在库水推力作用下的局部弯曲变形、一期面板先期浇筑后坝体沉降的影响、特殊地形导致的面板水平向高应力以及垫层亏坡等造成的面板既有弯曲等都增大了面板坡向应力,并导致面板在结构存在缺陷的一、二期面板施工缝处发生破损。     

深厚覆盖层上土石坝动力分析黏弹性边界处理方法

当覆盖层地基深度相对其上土石坝坝高较大时,大坝动力分析计算中常将覆盖层地基截断,只取临近坝体部分覆盖层地基连同坝体一起作为计算分析对象。用黏弹性边界条件代替固定边界条件,可以消除或有效降低由于截断边界造成外行波无法透过边界而引起的计算误差。本文采用施加等效地震惯性力的方法实现黏弹性边界条件下的地震动输入、采用等效线性化方法反映覆盖层地基边界上黏弹性边界条件的非线性特性,建立了基于黏弹性边界条件的深厚覆盖层上土石坝动力反应分析方法。研究表明:施加等效地震惯性力的方法可以简单而有效地解决黏弹性边界条件下的地震动输入问题;固定边界条件大幅提高了坝体在地震作用下的动力反应水平,使得计算的结果偏于安全。     

考虑原位结构效应确定深厚覆盖层土体的动强度参数

深厚覆盖层土体原位结构性强,原状样取样困难,且由于粒径、级配的改变,室内重塑样试验确定的力学参数不能反映原位土体的实际性质,如何考虑原位结构效应确定深厚覆盖层土体的力学参数是工程建设中的难题。本文探索了联合现场原位试验和室内重塑样动力特性试验,考虑原位结构效应确定深厚覆盖层土体动强度参数的方法:(1)基于现场试验确定原位土体的动强度基准值;(2)基于室内重塑样试验确定动强度在不同振动强度和固结应力条件下的变化规律;(3)结合室内动力试验确定的动强度参数变化规律,将基于现场试验确定的动强度基准值推延至多种震级和应力条件。以某实际深厚覆盖层深埋砂土为研究对象,联合现场标贯试验和室内动三轴试验结果,综合确定了能考虑深厚覆盖层土体原位结构效应的砂土动强度参数,并与室内试验结果进行了对比。研究成果可为该工程坝体—覆盖层地基系统抗震安全评价提供依据,也可供类似工程参考。     

仁宗海水库坝体堆石料现场碾压试验分析

对堆石坝而言，堆石料的干密度是影响坝体变形的主要因素，也是大坝填筑的主要控制指标。本文通过主要填筑料的碾压试验，为仁宗海水库大坝确定了合理的坝体堆石体的填筑密度，并推荐了合适的碾压施工参数。为大坝设计提供了参考依据。     

强风化岩防渗土料的压实及渗透特性

强凤化岩开采料的细料很低,能否用作高土石防渗土料,取决于其在产过程中的颗粒破碎程度。本文对取自同一料场的两种强风化砂页岩料进行了大量的击实试验研究,分析了不同条件下土料的压实特性和颗粒破碎规律;通过不同控制条件下土料的渗透试验,探讨了多种影响因素对土料渗透性能的影响规律,提出了强风化岩作为防渗土的建议措施。     

粉煤灰的透水性及其各向异性

通过室内对粉煤灰透水性和各向异性的研究，了解试验方法对渗透系数及各向异性的影响程度，以更好地判定灰坝渗流计算成果的可靠性．研究表明，灰的渗进各向异性主要取决于与试样制备方法有关的结构性．对于具有同样结构的粉煤灰，渗透系数愈小，分层愈多，则渗透各向异性愈大．     

粗粒料级配缩尺中相似比例对密度影响的试验研究

针对粗粒料密度研究中变量复杂问题,为探究不同相似比例n值对试验材料密度变化的影响规律,以红石岩堰塞坝料的两条代表性级配为研究对象,在相同的试验条件和参数标准下,分别研究不同变量指标对密度的影响。结果显示:最大干密度和最小干密度均随相似比例n值的增加呈先增加后减小的变化趋势;同时,由于相似比例n值的不同引起了其它级配特征值的变化,材料P5含量在小于30%范围内变化时对最大干密度的影响较为明显,随P5含量的增大呈增大趋势;Cu/Cc对密度的影响与P5相似,下凹型级配中最大干密度和最小干密度随中值粒径d50增大呈先增大后减小,总体趋于减小的变化规律。结果表明:相似比例n值会影响材料之间粗细颗粒的填充关系,对下凹型级配曲线密度产生明显影响,对平均级配曲线影响较小,室内试验时需选择适宜的相似比例。     

堆石料的长期变形特性研究

堆石料的变形控制影响坝体防渗体系和运行安全,是高土石坝建设的关键问题,堆石料的长期变形在坝体变形控制中的作用受到越来越多的重视。总结和梳理了国内外学者在流变、湿化与水位变动、干湿和温度循环,以及尺寸效应等条件下堆石料长期变形的研究成果,介绍了中国水利水电科学研究院研究团队在堆石料长期变形试验研究和模型研究的进展。研究结果表明,堆石料长期变形发展在坝体运行过程中的影响不容忽视,将显著影响坝体不同分区的变形协调以及面板受力分布,进而影响坝体安全。本研究成果可为堆石料长期变形相关研究提供技术支撑。     

紫坪铺大坝汶川地震震害分析及高土石坝抗震减灾研究设想

紫坪铺面板堆石坝作为"5.12"汶川大地震强震区高土石坝的典型,重点总结了其主要震害,包括坝体地震永久变形,面板的脱空与垂直缝挤压破坏和施工缝错台,下游坝坡局部震损,防浪墙等坝顶结构震损,渗漏量变化等;并针对本次汶川地震土石坝震害的特点,提出进一步开展有关高土石坝抗震减灾设计研究的一些设想,包括土石坝震害及地震资料的调研与获取,高土石坝动力破损特征与地震灾害机理研究,高土石坝地震安全评价与震害评估方法研究,以及高土石坝抗震加固及应急处置措施研究等.     

土石坝坝体和地基液化分析方法与评价

对应用于土石坝坝体和地基的液化分析方法进行了评述,指出了在应用规范方法和动力反应分析法判断坝体和地基液化时应注意的问题。水工建筑物基础埋深和影响深度比较大,水利水电工程领域不采用上覆非液化土层厚度作为液化初判指标是合适的。采用相对含水率判别少黏性土的液化,对9度区以下（包括9度）区域是有效的,对于9度以上区域,则难以涵盖可能液化的土类。采用动力反应分析进行液化判别时,结果合理与否很大程度上取决于所采用的本构模型,以及本构模型参数的确定是否合理,且不同的分析方法对液化的评价标准不同,可能会得到不同的判别结果,需要进行综合判断。对于坝基覆盖层可能液化土体,由于受试验控制密度、级配和原位结构性等的影响,室内试验准确确定覆盖层静动力计算参数困难很大。此外,试样和试验结果的代表性也是人们关注的问题。因此,对于包括复杂深厚覆盖层地基的土石坝工程,建议同时采用多种方法,在比较分析的基础上综合确定其液化可能性。