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。     

土的颗粒组成对其工程地生能的影响

土的颗粒组成是影响土体工程地质性能的一个因素，因此，各种土体中粉土粒组与粘土粒组含量比例是影响土体是否适宜作为路基填筑材料的重要标志。通过对湛江组、北海组中种土样以及火山岩、花岗岩、变质岩风化土颗粒组成的研究，认为广泛分布于雷州半岛的北海组及部分岗岩风化土（粉土粒组与粘土粒组含量比较接近）一般属于优良填筑土料。     

土的颗粒组成对其工程地质性能的影响

土的颗粒组成是影响土体工程地质性能的一个因素,因此,各种土体中粉土粒组与粘土粒组含量比例是影响土体是否适宜作为路基填筑材料的重要标志.通过对湛江组、北海组中的各种土样以及火山岩、花岗岩、变质岩风化土颗粒组成的研究,认为广泛分布于雷州半岛的北海组及部分花岗岩风化土(粉土粒组与粘土粒组含量比较接近)一般属于优良填筑土料.本文2001年1月收到.     

土的颗粒组成对其工程地质性能的影响

土的颗粒组成是影响土体工程地质性能的一个因素,因此,各种土体中粉土粒组与粘土粒组含量比例是影响土体是否适宜作为路基填筑材料的重要标志.通过对湛江组、北海组中的各种土样以及火山岩、花岗岩、变质岩风化土颗粒组成的研究,认为广泛分布于雷州半岛的北海组及部分花岗岩风化土(粉土粒组与粘土粒组含量比较接近)一般属于优良填筑土料.本文2001年1月收到.     

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.     

草炭土路基填筑过程力学特性试验

采用GDS应力控制三轴仪模拟实际草炭土路基填筑过程,通过控制排水阀和加载速率,研究不同排水和加载速率条件下路基草炭土孔压、变形、应力路径以及强度的变化特征.试验结果表明:不同的试验条件对初始路基填筑阶段各力学指标影响较小,认为草炭土各力学特性变化趋势依赖于初始的固结状态;比较第二剪切阶段后各曲线的变化可以看出,不排水加...     

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。     

某机场高填筑体下伏地基土变形评价

某机场工程土石方总量超过4×107m3,填方边坡最大高度102m。填方地基为砂层、卵石层、粉质粘土、砾岩及泥岩等组成的第四系河流沉积,结构复杂,物理力学特性变化大,场地附近有3条大的活动断裂,地震烈度为 度。本文在研究了区域地质背景、填筑材料和施工方法的基础上,对九黄机场高填筑体下伏地基土的变形进行了分析评价。     

粗粒筑坝材料的动力变形特性

结合室内大型动三轴试验资料,对粗粒料的动力变形特性进行研究后认为,在复杂的高应力条件下振动过程中试验粗粒料由于体积缩小而变得更为密实,其动应力-应变关系与Hardin-Drnevich模型的双曲骨架曲线假定有明显差异,其阻尼特性也不符合Hardin假定;提出了反映试验过程中材料振动硬化特性的幂函数型动应力-应变关系模型和基于试验资料的粗粒料阻尼比估算公式;粗粒料的动残余变形特性与其初始密度、静应力状态、动荷载、振动持续时间等因素密切相关,建立了考虑初始固结围压影响的粗粒料残余应变与动剪应力之间的关系模型。可为强震区超高土石坝的深入研究提供可靠的理论依据。     

皖中膨胀土的承载比(CBR)强度特性研究

针对皖中地区高速公路建设中遇到的膨胀土问题,选取合六叶高速公路典型土样开展了系统的承载比（CBR）特性试验研究,并在此基础上探讨了膨胀土作为路基填料的适用性。研究表明:（1）起始含水量对膨胀土CBR值影响显著,CBR最大值对应的含水量高于最佳含水量,且击实功越大,二者差值也越大;（2）CBR膨胀量随起始含水量增大而减小,起始含水量越低,CBR膨胀量就越大,路基的水稳性就越差;（3）当击实功较大时,膨胀土的最佳含水量较小,适合填筑的可变含水量范围较宽,建议现场施工控制采用重型击实标准;（4）在重型击实条件下,将弱膨胀土起始含水量控制在比最优含水量大2%4%范围内,能同时满足压实度和CBR值要求以用于填筑下路堤,中膨胀土作为路基填料时必须经过改性处理。研究结果对于在膨胀土地区进行公路建设具有参考意义。     

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。     

冻融循环作用下冻结掺和土料动力特性研究北大核心CSCD

冻融循环作用是寒区土体力学性质改变的主要影响因素之一。为研究冻融循环作用下寒区冻结掺和土料的动力特性(包括动变形和动强度),以寒区高土石坝砾石掺和土坝料为研究对象,采用低温振动三轴材料试验机,对不同冻融循环次数(0、5、20次)下的冻结掺和土试样进行不同围压和不同动应力幅值比条件下的低温动力循环三轴试验,探讨冻融循环作用对冻结掺和土料的动应力-动应变关系,体变、滞回曲线,轴向累积应变,动回弹模量,残余应变以及动强度的影响。结果表明:随着冻融循环作用的增加,冻结掺和土料的动应力-动应变曲线和体变曲线逐渐稀疏,且试样达到破坏应变的振动次数呈线性减小。通过对不同冻融循环次数下冻结试样的滞回曲线、轴向累积应变、残余变形的研究,发现冻融循环作用使得试样抵抗变形的能力下降。随冻融循环次数的增加,试样的动回弹模量减小,动强度逐渐降低,试样更容易发生破坏。研究结果较好地解释了冻结掺和土料在冻融循环作用下动力变形的机制,可为基于动力变形控制的寒区工程基础设计提供科学参考。     

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。     

基于遗传蠕变理论的土石坝沉降监测混合模型

土石坝沉降监测是用来掌握坝体状态、确定最终坝高、验证指导设计施工的重要手段.为使监测分析模型深入揭示施工期沉降规律,从遗传蠕变理论出发,将监测模型分解为确定部分和统计部分,组合形成混合模型.模型针对施工期填筑的特点,考虑了填筑进程及材料蠕变特性对沉降的影响.根据实用现况,在有限元基础上建立沉降填筑确定模型部分,采用遗传蠕变思想构造能体现填筑进程影响的统计因子,以回归计算求解参数建立混合模型.实例证明,模型效果很好,有利于对填筑期土石坝沉降的监控和预测.     

非饱和红粘土和膨胀土抗剪强度的比较研究

红粘土是对环境湿热变化敏感的塑性粘土,具有一般膨胀土吸水膨胀失水收缩的特性。与普通粘性土相比,红粘土与膨胀土的强度特性更为复杂。它既是土体抵抗剪切破坏能力的表征,也是计算路堑、渠道、路堤、土坝等斜坡稳定性以及支挡构筑物土压力的重要参数。通过试验研究讨论了红粘土与膨胀土的强度特性以及与一般粘性土的差别及其各种影响因素,并探讨了非饱和红粘土与膨胀土的抗剪强度指标与含水量之间的相关关系。试验结果表明,红粘土与一般膨胀土的吸水膨胀规律完全相同。其试验结果可为红粘土与膨胀土地区工程设计与建设提供参考依据。     

南阳膨胀土的工程地质特征和填筑适宜性

施工阶段的工程地质调查发现,宁（南京）西（西安）铁路内乡-镇平段南阳膨胀土成因类型上不仅有第四系冲积洪积粘土,而且发育上第三系湖相沉积粘土。不同成因的膨胀土具有不同的空间分布特征和工程性质,X射线衍射测试表明,南阳膨胀土的主要膨胀性粘土矿物是伊利石/蒙脱石混层矿物。物质组成和物理化学性质差异导致击实土在含水量变化条件下膨胀力和膨胀变形有明显的差别;对同一种膨胀土材料,其击实含水量越小,膨胀性越强,甚至含水量降低1 %～2 %,膨胀力就可以增加到200 %以上;击实膨胀土的直剪强度受到钙质结核含量的影响,对于膨胀势为高或强的膨胀土,结核含量小于15 % 时,经过干湿循环后直剪强度衰减量为40 %～65 %,结核含量为25 %～30 % 的强膨胀土直剪强度衰减量则低于30 %;对膨胀土的地质特征、工程性质、击实土的膨胀性和直剪试验结果进行分析,探讨其用于填筑铁路路基的适宜性,进行了填筑适宜性分级。依据研究成果制定的路基施工工艺取得了比较理想的工程效果     

高速公路建设中中膨胀土特性的试验研究

随着高速公路建设的迅速发展,遇到的与膨胀土相关的工程问题也日益增多,以实际高速公路工程为依托,通过室内和现场试验,对中膨胀土的物理力学特性以及中膨胀土经过石灰改性处理后的的效果进行了研究。结果发现：未经石灰改性的中膨胀土在最佳含水量条件下有较高的强度,浸水饱和后膨胀量大,强度衰减很多,水稳定性很差;经石灰改性后的中膨胀土强度有很大提高,水稳定性也较好。这说明在工程建设中只要采取有效的处置措施和合理的施工方法,中膨胀土可以作为高速公路路堤的填筑材料。     

粗粒料流变研究的现状与展望

粗粒料是土石坝的主要填料,高土石坝的流变已成为坝工专家和工程师广为关注的问题,其流变特性是研究的基础。分析了粗粒料流变研究的现状,介绍了长江科学院新取得的进展,并对粗粒料流变研究的前景提出了展望。     

换填黏性土料工程特性试验研究

南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩（土）试验段工程潞王坟段的渠坡处理方式之一是换填黏性土料处理措施,通过开展物理性试验、击实试验、膨胀特性试验和原位测试等来了解换填黏性土料的工程特性。研究表明：（1）换填黏性土料颗粒组成差异较大,以砂粒和粉粒为主,其次为砾,黏粒和胶粒成分较少,其级配一般;（2）轻型击实条件下,换填黏性土料最优含水率为17.7 %,对应的最大干密度为1.71 g/cm3;重型击实条件下,换填黏性土料最优含水率为18.4 %,对应的最大干密度为1.87 g/cm3;（3）换填黏性土料的相对密度为2.7,液限在37.6 %～38.7 %之间,塑限在17.1 %～19.2 %之间,塑性指数在19.4～21.2之间,属于低液限黏土;（4）当取样深度在0.0～3.5 m之间时,换填黏性土料的自由膨胀率在40.0 %之内,无膨胀潜势;当取样深度在3.5～4.5 m之间时,换填黏性土料的自由膨胀率在42.0 %～76.0 %之内,具有中弱膨胀潜势;（5）换填黏性土料的旁压模量 、侧胀模量 随深度变化不明显,当含水率变化时有部分成果有随含水率增加而模量参数降低趋势。该成果为换填黏性土料在南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩（土）试验段工程中的应用提供了科学依据。