胶凝砂砾石坝在水库工程建设中的应用

为探索胶凝砂砾石坝在水库工程中应用的可行性及控制要点,对胶凝砂砾石材料性能展开试验,并对设计强度和配合比进行分析;进而对某中型水库工程中胶凝砂砾石坝的施工要点展开分析探讨。结果表明,胶凝砂砾石坝作为新坝型,其梯形断面应力更加均匀,在非常工况下抗剪断安全系数高,抗压强度大,施工速度快,施工质量好,综合投资也比传统坝型节省少,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

胶凝砂砾石坝层面效应及其稳定性研究

以莆田萩芦溪西音水库工程拟建胶凝砂砾石坝为例,概化出静力刚体极限计算模型,并按建基面及不同高程处胶凝砂砾石填筑面进行坝体抗剪断系数与上下游垂直正应力计算分析。结果表明:同一水位荷载时,上游面垂直正应力随胶凝层面所处坝体高程位置升高而减小;当胶凝层面位置一定时,上游面垂直正应力随荷载水位升高而存在降低的趋势。坝基面抗剪断系数及坝踵处正应力随库水位升高而减小,坝趾处正应力随库水位升高而增大;工程建设及正常营运过程中,建议采取相应措施监测及检测胶凝砂砾石坝层面效应。

基于反应谱法的胶凝砂砾石坝地震反应有限元分析

为了评价云南省内某胶凝砂砾石坝的抗震安全性,采用反应谱法对大坝开展地震动力反应计算,获得大坝动位移、加速度和动应力分布规律。计算表明:大坝在Ⅷ度地震作用下,动位移和加速度反应分布符合一般规律,其中三向动位移极值分别为0.41 cm、0.15 cm和0.14 cm,三向加速度极值分别为9.18 m/s^(2)、6.02 m/s^(2)和4.47 m/s^(2)。静动叠加后,大坝顺河向、竖向和坝轴向拉应力极值分别为0.75 MPa、2.00 MPa和0.58 MPa,顺河向、竖向和坝轴向压应力极值分别为-2.53 MPa、-1.65 MPa和-2.79 MPa,拉应力和压应力极值均小于相应筑坝材料的抗拉和抗压强度。总体上,大坝地震反应规律性好,抗震安全高,地震作用下坝体不会出现动力破坏问题。

新疆平顶山胶凝砂砾石坝的设计与施工

胶凝砂砾石坝是近年来发展的一种介于土石坝和重力坝之间的新型坝,其剖面设计是在上游设置防渗层,坝体依靠填筑低强度的胶凝砂砾石材料维持稳定。文章主要阐述了胶凝砂砾石作为坝体填筑材料在木垒平顶山挡水坝中的应用,为了解胶凝砂砾石坝的工作性状,对该坝的设计与施工进行实例分析。通过该工程的实践以及现场质量检验结果分析,表明该坝型具有对坝基承载能力要求低、坝体断面小、经济环保等优点;并且胶凝砂砾石的强度指标离散性较小,坝体施工强度和施工质量均能满足大坝工作性能要求。该胶凝砂砾石坝的成功建设对类似工程设计与施工具有重要的实践意义。

胶凝砂砾石坝坝体和井廊系统的静动力安全性研究

采用三维有限元法,对某胶凝砂砾石坝开展静、动力结构计算,重点分析了坝体和井廊系统的动位移、加速度和动应力分布规律。结果表明:坝体动位移、加速度和动应力反应分布符合一般规律,其中顺河向、竖向和坝轴向动位移极值分别为0.29 cm、0.13 cm和0.08 cm,顺河向、竖向和坝轴向加速度极值分别为5.88 m/s^(2)、4.53 m/s^(2)和2.71 m/s^(2),静动叠加后的坝体第一主应力最大值为1.20 MPa,第三主应力最小值为-1.78 MPa,均小于相应材料的抗拉和抗压强度,因此大坝满足强度要求。静力条件下,井廊道系统的拉应力和压应力极值均小于相应的规范允许值;地震作用下,竖井和廊道局部区域出现较大的拉、压应力,其中瞬时动拉应力超过混凝土的动抗拉强度,通过加强井廊系统的局部配筋,总体上能够满足安全运行的要求。

双斜滑动面地基对胶凝砂砾石坝破坏模式的影响研究

为探究复杂地基对胶凝砂砾石坝(CSG坝)安全稳定性的影响,对均质地基、断裂双斜滑动面地基和完全发育双斜滑动面地基上的CSG坝开展了三维地质力学模型试验研究。通过分析试验中坝体、坝基的变形特征,以及模型的破坏过程与破坏形态,探究了影响坝体安全稳定的控制性因素。研究结果表明:(1)均质地基模型、断裂双斜滑动面地基模型和完全发育双斜滑动面地基模型的超载安全系数Kp分别为6.8、6.4和6.0。(2)模型的破坏模式与地基整体性有很大的关系,其由坝体沿坝基面产生的贯通裂缝破坏,逐渐发展为跟随地基中的滑移通道滑动,形成坝踵下降、坝趾抬升的滑动翻转破坏。(3)复杂地基中结构面的抗滑稳定性决定着CSG坝的稳定性;CSG坝在受到双斜滑动面地基影响后,各模型的破坏超载安全系数随着地基的发育逐步降低,严重影响着工程安全性,在坝址选取时应尽量避免可能形成潜在滑动面的危险断层。试验成果可对CSG坝后续发展、设计及施工提供参考依据。

折线形胶凝砂砾石坝三维静力有限元分析

以贵州地区某中型水库工程胶凝砂砾坝方案为案例,建立折线形胶凝砂砾石坝及地基的三维有限元计算模型,模型中考虑地基和坝体材料的非线性特性、坝段间接触特性、地应力平衡等。基于ABAQUS三维有限元计算,研究该方案蓄水工况和施工期工况下建坝引起的地基应力变化及各坝段的变形情况,为该项目方案决策提供理论依据。经计算分析,断层破碎带和影响带附近的地基应力及坝体变形均较大,不能满足地基承载力要求和坝段变形控制要求,需提出工程处理措施或其他技术方案进行优化。该有限元计算结果对类似工程如折线形刚性坝、胶凝砂砾石坝以及宽断层破碎带筑坝具有一定的借鉴意义。

胶凝砂砾石坝穿坝建筑物布置与设计

由于在我国已建成的胶凝砂砾石坝为数不多,高地震烈度区穿坝建筑物布置与设计研究相对较少,且穿坝建筑物位于坝体下部,存在静水压力大、空间狭窄、施工不便的难点,因此本文从穿坝廊道静、动力分析,导流管及供水管结构布置等方面入手,提出了胶凝砂砾石坝的穿坝建筑物设计和施工要点,对胶凝砂砾石坝的推广使用具有重要意义。

基于多元优化的百米级胶凝砂砾石坝设计方法

随着胶凝砂砾石坝(CSG坝)筑坝技术的提高,对百米级CSG坝的建造需求不断增加,亟需对不同剖面形式和胶凝含量的百米级CSG坝进行研究。本文采用有限元法建立CSG坝响应面预测模型回归方程;将预测模型回归方程作为目标函数,运用人工蜂群算法对CSG坝剖面形式及胶凝含量进行优化,得到一系列最优剖面解集;选取一组优化模型与实际工程开展模型试验进行对比验证。结果表明:两组模型在加载过程中的破坏模式不同,实际工程模型坝体与坝基接触面出现裂缝并逐渐发生贯通,坝踵处出现剪切裂缝破坏;优化模型发生滑移失稳破坏,坝体本身未见明显结构破坏,说明优化模型的结构强度得到了增强;正常工况下,优化模型较实际工程水平位移减小了36.9%,竖直位移减小了25.5%,超载安全系数增大了9.1%。结果为实际工程中CSG坝的剖面形式优化和百米级CSG坝的建造提供参考。

胶凝砂砾石坝填筑控制指标试验研究

胶凝砂砾石坝在填筑中所用砂砾石料不洗筛,且骨料的含水率不一、级配分布广。为确定在设计配合比下的坝体压实填筑控制指标,开展了两种胶凝材料配比在3种铺料厚度和3种碾压遍数条件下的现场碾压试验。结果表明,在各种试验条件下,45cm和55cm铺料厚度均较65cm铺料厚度的压实更充分。根据28d强度值和碾压遍数与碾压后干密度的关系,最终形成了9项内容的施工控制参数。本研究为胶凝砂砾石坝填筑提供了技术控制参数,该成果对类似工程具有参考价值和推广意义。

灌浆集水廊道在胶凝砂砾石坝中的施工工序控制

上库脚水库为胶凝砂砾石坝结构,采用坝址区开采的砂卵砾石为主要骨料进行筑坝,其施工工艺主要采用了土石坝填筑工艺,施工过程中与坝内设置的灌浆集水廊道存在交叉施工,对胶凝砂砾石填坝与灌浆廊道施工工序进行合理计划和控制,可以保证坝体及廊道施工同步上升,保证施工质量达到设计要求、施工安全性得以保证,从而更优的缩短施工工期。

胶凝砂砾石坝导流设计方法研究

胶凝砂砾石坝是一种近年来兴起的新坝型,其“环境友好、宜材适构”,是介于塑性坝和刚性坝之间的一种坝型,该坝型在施工期溢流坝段结合一定的保护措施后可以过洪度汛。上库脚水库为云南省首座胶凝砂砾石坝,设计中结合坝址洪水特点,采取了埋管导流、坝面度汛方案,取消了传统的导流隧洞工程,节省了工程投资,该方案在径流年内分配季节性明显的山区河流筑坝工程中取得了较为理想的效果。

复杂坝基下胶凝砂砾石坝破坏特征的研究

坝基稳定对大坝稳定性具有决定性作用。依托胶凝砂砾石坝工程,基于相似理论设计模型试验,对复杂坝基条件下的凝砂砾石坝稳定性进行分析。结果表明:坝体仅在试验初期坝趾和坝踵位置出现了短暂受拉现象,其余阶段均为受压状态。坝体中部应变相对于坝趾和坝踵处偏大。坝体水平变位与坝体高程为负相关关系。坝踵位置处相较于坝体出现更为明显的沉降。整体而言,坝体结构未发生破坏,体现了胶凝砂砾石坝对坝基的强适应性。研究结果对复杂地基条件下的胶凝砂砾石坝的设计有一定的指导意义。

胶凝砂砾石坝河床砂砾石料可用性试验研究

采用河床砂砾石作为胶凝砂砾石粗骨料时,需考虑含泥量、天然含水率、级配等问题。本研究依托上库脚水库胶凝砂砾石坝工程,通过颗分、天然密度、比重、相对密度、击实、三轴剪切、固结压缩、渗透等试验,以及室内配合比试验,综合评价河床砂砾石料上坝填筑的可行性。结果表明,库区河床砂砾石料各项指标均满足规范要求,储量满足使用需求,并得出初步配合比。本研究可为胶凝砂砾石坝筑坝材料(河床砂砾石)的可用性分析提供参考。

雷山县西江水库坝型比选与胶凝砂砾石坝的应用优势分析

胶凝砂砾石坝是介于传统重力式土石坝和混凝土坝之间的一种新坝型,其特点是采用胶凝材料与天然砂砾石拌和,使用高频率的土石方运输机械和压实机械施工,具有取材方便、施工便捷、经济环保等特点。文章以贵州省雷山县西江水库工程为例,从边坡开挖效果、防渗处理效果和料源问题三个方面,对比分析胶凝砂砾石坝与碾压混凝土重力坝、面板堆石坝,阐述了胶凝砂砾石坝在西江水库这类中小型水利工程中的应用优势,以此为类似工程提供参考。

高海拔区域工程条件对胶凝砂砾石坝的影响分析

胶凝砂砾石坝属于在传统的土石坝、面板堆石坝以及碾压混凝土坝其间的一种新型坝。相比之下,其有着不少优点,而胶凝砂砾石坝建设工程条件,也对胶凝砂砾石坝有着一系列的影响,其因素多种多样,例如地理、水文、气象及材质等条件。这些因素都极为重要,而关系到胶凝砂砾石坝的运行安危。因此,对于胶凝砂砾石坝中工程条件的对坝体影响调研,是设计与施工极为重要的。

胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法

胶凝砂砾石坝是利用胶凝材料和砂砾石料,经拌和、摊铺、振动碾压形成的。胶凝砂砾石坝设计利用排水盲管进行排水,排水盲管施工常用方法有拔管法、地质钻造孔法等,但上述方法对于胶凝砂砾石坝来说,存在不同程度的弊端。在实际施工过程中,针对胶凝砂砾石的特性,根据设计要求,施工人员研究出一种新的排水盲管施工方法。

胶凝砂砾石坝材料特性研究及工程应用

本文阐述了胶凝砂砾石坝的起源和发展情况。根据福建街面水电站下游围堰的施工要求,即施工期作为挡水堰,运行期作为量水堰,设计了围堰坝体的断面,对堰体的应力、稳定和渗流进行了分析,提出了材料的性能参数要求,并探讨了胶凝砂砾石材料的渗透溶蚀性能。研究结果表明,采用当地天然砂砾石,掺入水泥和粉煤灰各40kg/m3,其180d龄期抗压强度等级可达到C7.5,并满足围堰的力学、稳定、防渗和抗溶蚀要求,缩短了工期,降低了造价。

胶凝砂砾石坝研究综述

回顾胶凝砂砾石坝的特点与发展;介绍国内外几个较为典型的胶凝砂砾石坝工程;着重阐述关于胶凝砂砾石填筑料工程特性的研究,包括:筑坝材料的室内试验、本构模型、耐久性等,胶凝砂砾石坝的静力、动力、温度应力、稳定性等结构工作性态,胶凝砂砾石坝结构模型试验、断面设计、施工技术等方面的研究进展,同时进行归纳总结并指出研究的不足;最后建议了胶凝砂砾石坝及其坝料今后可开展的研究方向。

一种胶凝砂砾石坝坝料非线性K-G-D本构新模型

基于胶凝砂砾石坝坝料大三轴试验改进非线性解耦K-G模型,提出一种可反映胶凝砂砾石坝坝料应变软化特性和剪胀特性的非线性K-G-D本构模型;结合试验结果及回归分析方法确定模型的体积模量、剪切模量、剪胀模量及其包含的重要参数;最后对非线性K-G-D本构模型进行了验证,得出数值模拟结果与试验采集的数据基本吻合,表明该模型可为胶凝砂砾石坝的计算分析及设计提供参考。