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。     

土石坝GNSS监测水平位移与库水压荷载建模分析

为揭示水库水位变化与土石坝表面位移的关系并建立相应的模型,该文收集了茜坑水库主坝体上下游多个监测点近半年的GNSS监测数据,通过解算短基线获取了各测站毫米级精度水平位移序列。结合坝体结构和水库水位监测结果,分析了库水位变化产生的面板水压荷载变化与监测站水平位移变化序列之间的关系。基于两者正相关特征,推导了水压载荷与监测点水平位移变化间简化的线性模型,并利用实测数据和最小二乘方法估计了模型参数。拟合结果表明,该模型较好地反映了水库调水期间,监测点水平位移的趋势和规律。     

小浪底大坝内部变形监测埋设仪器的运行分析

本文以小浪底大坝内部变形监测埋设仪器的运行状况为例,分析了大型土石坝埋设的监测仪器损坏的原因;通过大坝各部位监测仪器的运行状态,监测大坝变形情况;小浪底工程的监测设计和实践表明,要做好大坝安全监测工作,不但要有较好的监测设计,仪器的安装埋设也至关重要。文中关于土石坝监测仪器的埋设安装经验,可为同类工程设计和施工借鉴。     

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。     

Monitoring of small and medium embankment dams on permafrost in a changing climate

Global climate warming which began in the second half of the twentieth century is continuing. It is associated with increased risks for ecological management, especially in permafrost areas comprising over 65% of Russia. Of special concern are dams constructed on permafrost. They are subject not only to climatic impacts, but also to additional hydrothermal loads from water reservoirs. This paper presents the concept of geocryological monitoring of dams and other water resource projects and substantiates its necessity in view of climatic change. It also presents methods, scope and implementation of geocryological monitoring at medium and small dams, considering the specific nature of Far Northern areas, as well as the complicated geotechnical, hydrogeological and permafrost conditions.     

Medium and small embankment dams on permafrost: A discussion of current concepts

This article discusses the current concepts of dam design and construction in permafrost regions. It is demonstrated that embankment dams often change their state from frozen to thawed and back during the operation period. It is shown that these transitions are not always attributable to observed climate warming. Where geotechnical, hydrogeological, and permafrost conditions are complicated, proper performance of embankment dams can only be provided by adhering to a selected thermal design for, as an example, a frozen state.     

基于动土压力影响的坝基动剪切模量反演研究

对于土石坝的坝基中土体应力-应变关系的求解,由于非自由地表以及土体所受水平正应力变化的影响,理想一维剪切梁模型方法并不适用。利用下覆饱和砂土地基的土石坝离心振动台试验,分析了不同输入地震峰值下非坝体覆盖区地基、坝中、坝趾处土体加速度的响应规律,得到了坝基中上部土层动土压力在水平向的变化特征,提出了考虑水平向动土压力影响的坝基土体剪应力-剪应变反演计算方法,并与利用理想一维剪切梁模型所绘制的应力-应变滞回圈对比,分析了动土压力对坝基土动剪切模量的影响。结果表明：由坝基底部至坝顶,加速度的放大效应基本呈线性增大;土压力在水平向的变化情况在剪应力-剪应变反演计算中不能忽略;考虑水平向动土压力的影响后,土体剪切模量的计算值减小。随着深度增加,动土压力对坝基中部土体剪切模量的影响比上部土体更大,且计算相对误差随着深度和输入地震波峰值加速度的增加而变大。     

软弱覆盖层上土石坝动力离心模型试验研究

在覆盖层上筑坝时其抗震稳定性是工程关键技术难点。为揭示覆盖层中的地震动传播规律和大坝失稳现象,依托某原型工程,先后输入场地波和加窗正弦波开展了离心机振动台模型试验。研究发现,在场地波目标峰值加速度0.53g激震时,因能量损耗和软弱覆盖层的滤波效应,地震动传播到坝顶的加速度峰值为0.773g,加速度放大系数为1.39,小于规范建议值2.0;在输入加窗正弦波的试验中,坝顶加速度放大系数为1.46,同样表明软弱覆盖层对地震动传播有一定衰减。两次试验揭示的大坝震陷变形现象符合一般规律,但因软弱砂层厚度大,总体震陷率较高,其中第1次试验后坝体没有明显的破坏,第2次试验出现大量堆石滚落、坝顶沉陷、坝坡挤压拱起、心墙开裂等现象。尽管受试验条件的限制,模型的尺寸效应和边界效应对试验结果可能存在一定影响,但该研究结论可为覆盖层上的坝体动力数值分析提供参考依据。     

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。