藏东南地区土石坝防渗土料赋存条件研究

防渗土料是土石坝筑坝重要材料。受区域地层岩性控制,以物理风化作用为主的藏东南地区土石坝防渗土料匮乏且分散,经大范围地质普查、系统地表地质调查和勘探试验,藏东南可供开采利用的料源主要有:堰塞堵江形成的河湖相沉积层;风积堆积的粉土层;雅鲁藏布江结合带内砂板岩和千枚岩地层区的碎石土层等三类。但受物质组成、层次结构、颗粒级配和含水量等因素影响,其质量不能完全满足质量技术指标的要求,不能直接上坝使用,需要人工改良和掺合利用。且由于受埋藏条件、分布高程和地理位置等因素影响,开采运输条件总体较差,运距往往偏远。     

关于土石坝坝基处理评价的几个问题

通过工程勘察实例,探讨了土石坝坝基土层的密实度标准、坝基岸坡处理标准、水平层状岩石岸坡防渗处理应注意的问题,以及土石坝坝基处理值得商榷的意见。其中,在土石坝坝基土层的密实度标准评价中,对土层的密实度指标的要求并不明确具体,就评价土层沉降量值时,采用土层的压缩系数比采用相对密度的物理量意义更明确,但规范对土层的压缩性指标没有明确要求;在坝基岸坡处理标准中,依据碾压式土石坝设计规范规定的原则是对的,且具有实际意义。但就勘察评价而言,如何具体量化操作值得讨论。     

土石坝筑坝材料动态设计思路及其工程应用——以毛尔盖水电站砾石土心墙坝防渗料为例

由于土石坝材料的多样性、地质成因的复杂性以及施工前期勘探试验数量与条件的局限性,初始设计方案往往不能很好地切合实际,土石坝材料的设计坚持动态设计的设计思想就显得十分重要.只有动态的跟踪检测而进行的设计,才能保证土石坝材料的填筑质量,以确保坝体安全.文中以毛尔盖大坝砾石土防渗料为例,介绍了土石坝筑坝材料动态设计的方法.充分考虑、把握材料的特性,根据施工过程中检测数据,及时论证或调整设计方案,确保坝体的安全.本文可供类似土石坝材料设计、施工质量检测与控制参考.     

某土石坝心墙料和坝基料动模量阻尼特性的试验研究

土石坝震害将导致严重后果,目前国内外修筑于地震区的土石坝在抗震设计时都进行了动力分析。室内动力试验提供土石料可靠的动强度和动力参数是土石坝地震动力分析准确性的关键。水牛家心墙土石坝坝高100多米,大坝设防烈度9度,采用动三轴仪,对其坝基②层细砂砾料和心墙防渗土料进行大量的动力特性试验研究,分析两种土料的动模量阻尼特性,并简述其影响因素。分析试验结果有：使用一个试样完成三个不同的围压力?3c或固结比Kc,与《土工试验规程》推荐方法相比,大大减小了试验和分析工作量, 且有相当的规律性和准确程度;动模量阻尼比的主要影响因素是动应变幅、围压力、固结主应力比、孔隙比等。动应变水平影响动模量阻尼成倍增减,动模量随围压力?3c增减而增减,阻尼比D随?3c的升高而略有减小,动模量和阻尼比随固结比Kc增减而增减,Kc从1到2可使心墙土料的Edmax增加60％左右;土类不同,模量阻尼也不尽相同。水牛家心墙料的动模量较高,阻尼比较小,不易产生动力破坏。     

砾石土渗透稳定特性试验研究

目前砾石土被广泛地用作高土石坝中的防渗体,国内已建成的187 m高的瀑布沟堆石坝就是用它作心墙的防渗材料。介绍了瀑布沟心墙土料的渗透稳定试验结果,并论述了确定砾石土渗透稳定性能的的主要因素是细粒含量,提出了确定粗、细粒料的区分粒径、计算最优细料含量以及用细料含量判别渗透稳定性的方法。试验结果表明,工程中常以小于5 mm粒径含量不小于35%、小于0.1 mm的粒径含量不小于18%,以判别砾石土能否作为高土石坝防渗体的标准是可行的,无需另外要求小于0.005 mm的粒径含量大于10%。     

某特高土石坝高海拔料场防渗土料现场碾压试验研究

某特高土石坝防渗土料场位于3500 m高海拔地区，为获取防渗土料压实工艺参数，开展了现场碾压试验研究。试验内容包括土料碾压参数选择、变含水率对土料碾压特性的影响以及不同碾压方式压实效果对比研究。试验研究表明，碾压遍数相同情况下，铺土厚度为35 cm时压实效果最优，综合土料压实度设计指标与经济性等方面考虑，确定了防渗土料碾压参数：铺土厚度为30～35 cm、碾压设备为26 t自行式振动碾压机、碾压遍数为10遍。试验发现，土料铺填厚度较薄时，碾压遍数越多，对其造成的扰动效应越大，压实效果反而越差。结合料场气候条件，发现从装土至碾压完毕，土料含水率损失为1.2%。通过改变土料含水率，探究了含水率对土料压实效果的影响，确定了本工程土料的可碾含水率区间范围。不同碾压方式对比试验研究表明，不同铺土厚度、碾压遍数下，振动平碾所获得的压实度均要高于振动凸块碾。     

黑河黏土心墙土石坝分期位移反分析

高心墙土石坝的安全性评价问题涉及到土坝的变形与渗流规律及相关力学参数的确定,是当前土力学研究的热点与难点之一。由于土石坝受施工过程中施工工艺、施工方法和施工质量以及运行期运行环境和管理方法的影响,土石坝坝料的实际力学参数与原设计参数有一定的差别。为获得西安黑河黏土心墙土石坝大坝填料实际的力学参数,利用大坝的应力、变形与渗流观测资料,通过深入分析大坝变形机制和渗流特征,建立了黑河黏土心墙土石坝变形与荷载之间的对应关系,提出了基于准饱和土固结理论的心墙土石坝分期位移反分析的思路与方法,实现了心墙土石坝施工期、运行期全过程反演。结果表明该方法可反演得到心墙土石坝填筑材料的主要参数（邓肯-张模型）、心墙渗透系数及湿化变形参数。反演思路与方法对同类工程设计与反分析具有参考意义。     

土石坝心墙水力劈裂的研究进展

简要评述了国内外关于土石坝心墙水力劈裂的研究现状,归纳了土石坝心墙水力劈裂在发生机理、发生条件和影响因素等方面的研究成果。     

跋山水库土石坝防渗加固工程设计

以跋山水库土石坝工程为例,对土石坝防渗加固方案比选和设计进行分析。通过方案比选采用采用塑性混凝土防渗墙截渗方案,采用粘土斜墙加固方案,防渗轴线选择为轴线Ⅰ,具有工程投资低、交通便捷等优势;通过优化设计确定不同区位的防渗墙厚度,以达到安全、经济合理,经计算,采取该方案防渗效果较好。     

小浪底大坝防渗土料质量指标及现场质量控制

黄河小浪底水利枢纽是黄河治理与开发的重要枢纽工程.根据坝址区地质条件,大坝采用了有内铺盖的壤土斜心墙堆石坝,防渗土料的施工质量控制对大坝的质量和安全运行具有重大意义.对大坝防渗土料的质量指标、现场质量控制进行了分析总结.     

云南建水县土石坝水库渗漏原因及防渗措施

建水县境内有小二型以上水库92座、坝塘600多个,它们的挡水建筑多为土石坝,且大多数工程建于上世纪五十至七十年代。运行至今,许多水利工程都存在不同程度的渗漏,有的渗漏已经危及到了水库的安全。造成水库渗漏的原因很多,有土石坝建设之初的质量问题,也有库区不良工程地质条件的问题。本文针对不同原因的渗漏,探讨了不同的防渗方法。     

巴郎口水电站土石坝填料工程特性试验分析

位于大渡河一级支流上的巴郎口水电站为闸坝引水式。考虑到砂卵石填筑料中粒径小于5mm的P5含量偏高而影响坝体稳定性,对厂房边坡砂卵石填筑料开展了碾压试验。根据现场密度及含水量测试、场地沉降观测等,确定合适的铺层厚度为97cm。并取坝体填筑料在室内进行了颗分、击实、渗透和大三轴剪切试验。颗分试验表明填筑料级配良好,满足土石坝设计要求;击实试验得到填筑料的最优含水量和最大干密度分别为5.32%、2.42gcm-3;渗透试验测得砂卵石平均渗透系数为2.42210-2 cms-1;大型三轴试验获得砂卵石强度参数为=37.711、c=0。结合现场碾压试验和室内试验成果,还对巴郎口水电站土石坝坝体进行了渗流稳定计算,复核了巴郎口水电站土石坝坝体的沉降、应力、渗流和稳定性等,为土石坝坝体的长期安全运行提供了重要依据。     

土垫旱耕人为土中磷的分布特征及其土壤发生学意义

本研究以我国半干旱地区的土垫旱耕人为土为对象,分析在自然土壤发生过程和人类活动影响下,不同形成阶段内土壤中总磷（TP）、速效磷（AP）、有机磷（OP）和无机磷（IP）的含量和分布特征。同时也探讨现代土壤利用方式的影响。结果表明,与半干润淋溶土层相比,堆垫层总磷、速效磷、有机磷和无机磷平均分别增加0.29,4.67,0.20和0.30倍;堆垫层段内,现代耕作层（Aup1）中各形态磷含量最高,向下至亚耕层（Aup2）迅速降低,而由亚耕层（Aup2）至埋藏耕作层（Aupb）和半干润淋溶土表层（2A）总磷和无机磷逐渐降低,反映了不同历史时期人类活动强度不同;半干润淋溶土层段内,土壤中的磷主要来自于黄土母质,其变化以受自然成土因素影响为主,总磷、速效磷、有机磷、无机磷含量较低且层间变化不大。菜地土壤中堆垫层内各形态磷的含量显著大于农田土壤。土壤利用方式对磷的影响大于堆垫厚度。各形态磷在剖面中的分布模式与磷素自身的迁移、淋失到下层的钙等因素有关,同时也受根系的吸收、人为灌溉施肥等因素影响。剖面中OP与OP/IP之间以及各形态磷与其他土壤理化性质的关系可以指示自然条件和人为影响的差异。     

砾石土心墙堆石坝施工期孔隙水压力分析

土石坝在施工过程中会在大坝心墙中产生超静孔隙水压力。对于高土石坝,施工期心墙防渗体内产生的超静孔隙水压力难以有效消散,因此坝体内部可能会出现较高的孔隙水压力。结合监测资料分析了填筑料的含水量和施工进度对心墙内孔隙水压力的影响。坝体内的高孔隙水压力对大坝的稳定性和安全性会产生重要影响。因此,加强施工期孔隙水压力的监测与分析工作,对于指导施工与设计,保证大坝的安全具有重要意义。     

坡面松散砾石土侵蚀过程及其特征研究

砾石土因其含砾、粉细砂和粘性土,具有级配宽、不均匀系数大、透水性强等特点,在土石坝防渗体土料和工程防渗墙中得到广泛应用。目前的研究多针对砾石土在工程应用方面,对于坡面松散砾石土降雨淋滤作用导致土体细粒成分流失、土体组构改变以至影响土体力学性质变化以及坡面物质稳定性变化等系列研究并不多见。利用人工降雨装置,进行了人工降雨坡面松散砾石土降雨淋滤试验,开展了砾石土侵蚀过程及其特征初步试验研究。试验表明,降雨作用下砾石土斜坡表面土体形态变化具有明显的阶段性特征,随着坡长的增加,产流率和侵蚀模数成线性增加,径流量随降雨时间跳跃和波动性增加,径流泥沙含量随降雨时间的增加以近似幂函数曲线关系递减。     

马家树水库大坝防渗土料分散性判别和改性试验

基于分散性土修建挡水建筑物易受破坏而造成工程安全事故等因素考虑,开展双比重计试验、碎块试验、针孔试验、孔隙水阳离子试验和交换性钠百分比试验,对马家树大坝防渗土料的分散性及其改性措施进行研究。试验结果表明,马家树大坝防渗土料属于低液限黏土,易溶盐和饱和孔隙水溶液中含有大量的钠离子,酸碱度呈强碱性或极强碱性;土样中的黏土矿物主要以伊利石为主,含有少量的高岭石、绿泥石和蒙脱石;分散性试验综合判别土料属于分散性土和过渡性土;石灰剂量为0.25 %时就对分散性土产生显著改性作用。研究表明,黏性土产生分散性的主因是土体中含有较多的钠离子和酸碱度呈强碱性;石灰是一种有效的分散性土改性剂。     

深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力分析

针对强震区深厚覆盖层上高土石坝的特点,在三维真非线性有效应力地震反应分析基础上,提出了一套深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力的研究方法。从稳定、变形、防渗体安全等方面,对建在深厚覆盖层上的长河坝高心墙堆石坝的极限抗震能力进行了研究和分析。根据坝坡稳定性、地震残余变形、液化可能性、单元抗震安全性、防渗心墙及坝基防渗墙安全等多角度的评价结果,初步认为,长河坝的极限抗震能力为0.50～0.55g。     

不同应力条件下砾石土防渗料和反滤料联合抗渗试验研究

利用自行研制的可提供高水压、高应力的粗粒土大型高压渗透仪,对双江口砾石土心墙堆石坝防渗料和反滤料进行了联合抗渗试验,研究不同应力状态下防渗料和反滤料的渗透变形特性。结果表明：（1）单向压缩条件下,防渗料的渗透系数随应力的增加而减小,且渗流稳定时的渗透系数与应力的关系满足Louis负指数方程;试样发生破坏的临界坡降随应力的增加而增大。（2）水平加荷、竖向自由变形条件下,试样的渗透系数随水平应力的增加先减小后增大。试样发生破坏的临界坡降随水平应力的增加先增大后减小。在达到峰值之前,反滤料越松或越细,临界坡降随水平应力增大的幅度越大;在达到峰值之后,反滤料越密或越细,临界坡降随应力减小的幅度越大。     

寒区大坝心墙土料冬季冻融与防控监测

两河口水电站是雅砻江干流规划开发中的中游控制性龙头电站,大坝为300米级砾石土心墙堆石坝。由于地处川西高原气候区,冬季气候寒冷干燥,大坝心墙土料填筑过程中面临着冻融问题的困扰。基于一个完整冬季的现场监测,系统分析了这一寒区大坝心墙建筑过程中砾石土、接触黏土土料温度变化规律、冻融特征与影响因素以及现有保温措施防冻效果。结果表明,无保温措施条件下,砾石土、接触黏土均出现了负温冻结现象,其中砾石土最大冻结深度达20 cm,接触黏土达14 cm,土料冻结持续时间不超过1个昼夜,为短时冻土。土料降温冻结过程以与外界大气对流换热过程为主,受气温、风速条件影响显著,波动范围较大,而升温融化过程以太阳辐射增温过程为主,与有效辐射起始时间密切相关,因此波动范围较小。监测期内,采用三布两膜保温材料覆盖可有效防止心墙土料冻结的发生,有、无保温材料覆盖条件下浅层土料最低温度可相差约5℃。结合监测结果和现场实际,建议将现有心墙防渗土料半幅填筑方式转换为全幅填筑,并研发轻质、憎水保温材料及其快速收放机械设备,以提高填筑作业进度、强化防冻效果。系统完整的现场实测结果,可为未来寒区水电大坝建设提供基础数据和参考。     

线性与非线性强度的土石坝坝坡稳定分析下限法

土石坝的坝坡稳定是影响土石坝安全的重要因素,传统的土石坝坝坡稳定采用的是瑞典圆弧法或者毕肖普法,其计算结果既不是下限解也不是上限解。在Sloan的工作基础上,基于有效应力的方式, 用有限单元思想离散结构物,建立满足平衡条件、间断条件、应力边界条件以及屈服条件的极限分析下限法的非线性规划模型,并且编制了相应的程序,应用到土石坝坝坡稳定性的计算中。考虑了地震荷载和渗流作用,采用迭代算法对土石坝进行非线性强度指标的坝坡稳定计算。最后,以几个典型土坡和具体的土石坝工程为算例,与多种方法的分析结果比较,表明了该方法的可行性。