钻芯法检测坝工实体混凝土抗冻性能研究

我国的坝工建筑物主要分布在山区及丘陵地带,昼夜温差大,一般对混凝土抗冻性能有较高的要求,尤其是高纬度或者高海拔地区;混凝土的抗冻性能作为混凝土耐久性设计的重要参数,被行业内广泛关注。目前,在混凝土冻融破坏机理研究、如何提高混凝土抗冻性能等方面取得了重大突破,然而在坝工实体结构混凝土抗冻性能现场检测领域少有人问津。为此,笔者通过大量试验研究,拟合了混凝土芯样抗冻性能参数与标准棱柱体抗冻性能参数的相关关系曲线,提出或可通过对坝工实体结构钻芯取样,获取芯样的抗冻性能参数,依据函数预测标准棱柱体的抗冻性能参数,从而参照现行标准确定坝工混凝土抗冻等级的现场检测方法。

水平岩土层实体拦砂坝基底水压力研究

基于连续性方程、达西定律和伯努利表达式,在合理的假设条件下,本文推导了水平岩土层的实体拦砂坝基底处关键点的水压力解析式,通过与数值模拟(Autobank有限元程序)对比可知,本文解析式与数值分析结果误差非常小,其误差基本控制在1%以内,该解析方法是可靠稳定的。本文还进一步讨论了该方法的应用价值,依据得出的水头,可计算构筑物下游x处的水力坡降,判断构筑物下游土体的渗透变形类型,也可估算需要处理的范围以及对护坦长度的设计提供依据。依据相关文献结论,提出运用该解析式计算有坡度的沟床的拦砂坝基底扬压力偏于安全,并且提出了该解析式计算实体拦砂坝底部水压力是否需要考虑"地基的有效深度"对基底水压力的影响问题,此问题还需要进一步研究。

透水框架坝生态效应研究

为了研发生态结构,给生态航道建设提供技术支撑,在进行水生生物调研分析的基础上,提出了透水框架坝的结构形式。通过开展相应的水槽试验,对比分析透水坝与实体坝的作用区别,并结合水槽试验成果,从集鱼效应、提高鱼类栖息适合度等方面分析透水框架坝的生态效应。得到主要结论如下:1)从流场分布来看,实体坝在坝后一定范围内存在回流区;框架坝坝后无回流区存在; 2)相对于实体坝,透水坝作用效果较弱(冲刷坑深度约为实体坝的60%),作用时间更长; 3)透水框架坝能够起到人工鱼礁的作用,框架坝的内部空隙为鱼类等水生生物提供栖息庇护场所,对鱼类有较强的诱集效果; 4)框架坝通过提高水体含氧量和提高有利于鱼类的流速区面积来提高鱼类的栖息适合度。

坝后淤积条件下泥石流冲击拦挡坝动力响应研究

拦挡坝有效库容和泥石流冲击力是泥石流实体拦挡坝设计的重要指标,现有实体拦挡坝在泥石流反复冲击作用下淤积甚至填满,会对坝体调控能力产生重要影响.为此,基于理论分析和物理模型试验,开展坝后淤积条件下泥石流冲击实体拦挡坝动力响应研究,推导坝后淤积条件下泥石流速度衰减率、坝体拦挡率的无量纲计算公式,并建立考虑空间分布特性的坝后淤积条件下泥石流冲击力计算模型.结果表明:泥石流速度衰减率和坝体拦挡率与淤积体高度/淤积长度比值和泥石流相对容重呈正相关;泥石流冲击力静动荷载组合计算模型能较好反映坝后淤积条件下泥石流冲击力的组成和分布特征.上述研究可为泥石流实体拦挡坝工程设计提供理论及技术支持.

生物谷坊在白沙冲泥石流治理中的应用

泥石流谷坊一般采用浆砌石或埋石混凝土的实体坝,坝体施工成本较大,且与周边的自然环境和谐性差。在泥石流沟床中因地制宜地实施生物谷坊,可对泥石流沟的松散物质起到拦挡和固定作用,并且能实现与周边自然环境相协调,对泥石流治理工程的绿色设计、绿色施工具有重要意义。以白沙冲泥石流治理为试验案例,对生物谷坊的布设区立地条件、树种选择和典型设计做了分析研究,并对其防治效果进行了评价,可为生物谷坊在泥石流治理中的应用提供借鉴。