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。

Research review of the cement sand and gravel(CSG)dam

The cement sand and gravel(CSG)dam is a new style of dam that owes the advantages both of the concrete faced rock-fill dam(CRFD)and roller compacted concrete(RCC)gravity dam,because of which it has attracted much attention of experts home and abroad.At present,some researches on physic-mechanical property of CSG material and work behavior of CSG dam have been done.This papcr introduces the development and characteristics of CSG dam systematically,and summarizes the progress of the study on basic tests,constitutive relation of CSG material and numerical analysis of CSG dam,in addition,indicates research and application aspect of the dam.

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。

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。

胶凝砂砾石堤坝施工工艺研究

随着经济社会的持续快速发展,胶凝砂砾石堤坝建设迎来前所未有的重大发展机遇,如何有效运用科学合理的施工工艺方法,全面优化提升胶凝砂砾石堤坝施工成效,备受业内关注。基于此,文章首先介绍了胶凝砂砾石堤坝的基本内容,并分析了胶凝砂砾石工艺特点和适用范围。然后分析胶凝砂砾石堤坝施工要点,在此基础上,结合相关实践经验,从设定组织保障措施、建立各项管理制度等方面,探讨了胶凝砂砾石堤坝施工质量与安全控制策略,以供参考。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

严寒区胶凝砂砾石坝施工期冻融温度与应力仿真

在严寒地区修筑胶凝砂砾石坝时,其冻胀抗裂性能往往是工程关注的重点。在前人研究的基础上,以守口堡胶凝砂砾石坝为研究对象,通过分析胶凝砂砾石的特点,利用编制的胶凝砂砾石三维非稳定冻融温度场与应力场有限元计算程序,对施工期的冻融与温度应力进行数值模拟。研究结果表明,即使不采取温控措施,坝体产生的温度应力也很小,不会产生温度裂缝;在冬季低温季节,严寒地区胶凝砂砾石坝施工期长间歇仓面易发生冻胀开裂,应予以重视。

胶凝砂砾石坝简化施工温控措施研究

胶凝砂砾石坝作为一种新坝型,具有安全性高、经济环保、施工快速等优点,但仍有诸多问题需要解决,尤其要推广应用到高坝工程中。本文根据胶凝砂砾石坝的材料特性和施工工艺,提出简化其施工温控措施的设想,以一座百米级胶凝砂砾石坝为例,采用三维有限元法对其简化温控措施前后的温度场和应力场进行仿真分析,仿真分析计算结果为胶凝砂砾石坝简化温控措施、加快施工速度提供了依据。

冲击弹性波法测试胶凝砂砾石性能的试验研究

本文简要介绍了冲击弹性波法的理论和特点,并采用此项技术针对胶凝砂砾石的力学强度,胶凝砂砾石坝保护层材料的抗冻耐久性能开展了探索性的试验研究。通过测试试件的波速与试件的力学强度和动弹性模量等建立相关联系,试验结果表明,抗压强度与弹性波波速存在良好的指数关系,动弹性模量与弹性波波速也具有较好的相关性。因此将此项技术应用到胶凝砂砾石筑坝工程的质量检测和安全监测方面具有前景,本文的室内试验成果为工程现场应用做出了初步探索。