高土石坝心墙砾石土料掺配施工技术

高砾石土心墙土石坝防渗体砾石土料的质量对坝体结构稳定和长期安全运行至关重要,通过对不同土料掺配施工技术研究,制定出精确掺配的相关施工工艺参数,解决了常规施工存在的诸多问题,提高了高土石坝砾石土料掺拌和填筑施工质量,节约了工程施工成本,确保了坝体结构稳定和运行安全,为工程正常有序施工及完建创造了良好的条件。

复合黏土心墙材料在土石坝中的应用分析

本文结合东阿水库大坝,对具有垂直心墙和两种不同材料纯黏土和混合黏土的土坝进行了一系列数值分析,并结合大坝施工期间心墙内的固结条件完全不排水和部分排水条件两种类型进行了分析。分析结果表明:对于完全不排水,当岩芯由纯黏土组成时,施工期间岩芯内产生的超孔隙水压力相对较高。对于部分排水,两种类型岩心中的超孔隙水压力值取决于施工和固结速率,如果岩芯排水受阻,则由纯黏土组成的岩芯中的沉降相对较高。当允许固结岩芯时,由纯黏土和混合黏土组成的岩芯沉降差异不大。由纯黏土材料组成的岩心的水平位移值高于由混合黏土组成的岩心的相应值,应进行进一步推广及应用。

基于有限元方法的水利工程坝体稳定性监测研究

为了对林溪水库挡水坝进行稳定性监测,利用有限元方法,对坝体的力学性能进行计算模拟。同时,采用强度折减法,对该坝坝坡稳定性进行计算。结果表明,上游水位高程71.29m时的渗流量有限元结果为69.1m^(3)/d;当水库处于死水位时,黏土心墙逸出点渗透坡降为0.896,不会出现渗透破坏;3种工况下,坝坡抗滑稳定安全系数分别为1.43、1.29和1.21,均未超过限定值。研究结果可为大坝的除险加固和管理提供参考。

任意料在纳达水库沥青混凝土心墙土石坝中的应用研究

纳达水库为沥青混凝土心墙土石坝,坝壳料采用全断面土、石混合料筑坝,属国内近百米级坝壳料采用任意料筑坝的先例。针对坝壳料采用任意料的特点,主要介绍了沥青混凝土心墙土石坝在合理利用土、石混合任意料,渗流控制,坝坡稳定及坝体变形控制等方面的设计成果,相关成果可供设计人员参考。

西北地区沥青混凝土心墙坝坝体填筑料层间关系

沥青混凝土心墙作为土石坝常用的防渗体,其防渗效果显著,适应变形能力强。以西北地区某项目的沥青混凝土心墙坝为例,结合2个天然料场的详查资料,C1料场作为坝体填筑料场,但因颗粒间关系不满足滤土、排水效果,不能直接用作筑坝料。针对坝体的砂砾石填筑料、过渡料及下游堆石料之间的相互作用进行分析,并通过转换保护土与被保护土的形式,对过渡料、填筑料及堆石料的层间关系进行复核,进而得到满足滤土、排水要求的颗粒级配关系。

土石坝心墙病害致渗流场畸变数值模拟研究

土石坝在我国大坝总量中所占比例很大,并且大量土石坝存在超龄超限服役等问题,导致这些大坝发生渗漏破坏的概率有所增加,给大坝运行造成严重的安全隐患。为此,以长河坝为例,通过数值模拟计算研究了当土石坝心墙存在病害且发生渗漏形成优势渗流通道后的渗流场分布,并结合现有大坝渗漏检测技术揭示了渗流场畸变表征与病害位置的联系,为土石坝病害探测提供了新的思路。

基于Geo-studio心墙内高渗透区渗透特性研究

黏土心墙土石坝是我国应用最广泛坝型之一,其优点是适应地基变形能力较强、对地质条件要求较低、就地取材、造价低等。土石坝因自身构造特点存在渗流问题,渗透破坏是诱发土石坝失稳破坏的主要原因。心墙作为防渗体会因质量问题或施工不当等易出现高渗透区域,促使坝体发生渗透破坏,威胁坝体安全。以黑龙江省通河县二甲沟水库的黏土心墙土石坝为研究对象,采用二维有限元数值模拟技术和大数据统计分析方法,研究高渗透区域心墙对土石坝渗流场的影响。结果表明,高渗透区域显著提高坝体渗漏速率及渗漏量,提高心墙出逸点高程,增加局部孔隙水压力,影响心墙右侧(下游)渗流场。随着高渗透区域位置升高,坝体渗漏量逐步减少,心墙出逸点高程逐渐降低,孔隙水压力升高区域逐渐扩大,加剧对单宽渗漏量及心墙出逸点高程影响。高渗透区位置处于距坝基2、7、12和17 m时,引发区域内孔压偏高18%、50%、60%以及90%以上。当高渗透区域渗透系数增加时,位于中位高渗透区域的土体孔隙水压力偏高区域有缩小趋势。研究结果可为未来依据大坝监测数据作渗流反演分析及动态安全监控和评估提供参考,保证大坝在整个生命周期中具有连续性控制,提高坝体安全性。

高土石坝心墙施工期沉降变形统计分析模型研究

针对传统土石坝心墙沉降变形统计分析模型存在数据拟合、预测精度不高的问题,提出基于位移变化过程的多项式改进统计分析模型,综合考虑沉降变形特性、土体材料流变特性、自重荷载、以及不同时间荷载作用下的不同填筑层厚土体等多种因素。结果表明,改进模型拟合及预测趋势更符合实际、预测情况更好,可为高土石坝心墙沉降监测数据分析提供新的工具。

基于附加质量理论模型的心墙砾石土密实度求解

坝料密实度控制是土石坝心墙填筑质量控制的关键性指标,当前中国西南地区高坝心墙料普遍采用砾石土或掺粒土,传统坑测法测试密实度耗时耗力,而附加质量法目前主要用于堆石料密实度检测,对于心墙料还较少应用。基于附加质量理论模型,提出了一种新的数字量板构建方法。首先基于堆石体上每个测点的测试参数,通过公式计算建立密实度和测试参数的对等关系,得到理论量板;然后通过构建参数对等图制作了两种不同的量板。通过对砾石土心墙坝料密实度进行计算并和坑测法结果对比,验证了此方法的有效性。新的方法计算简便,参数对等灵活,与之前的数字量板相比,具有量板容易扩展、测试范围更广等优点。

沥青混凝土心墙土石坝工程

结合工程实例说明用沥青混凝土作为上石坝心墙是一种既可靠又经济实用的防渗技术。但工程建设中还需针对具体工程施工条件，从沥青混凝土原材料性质、配合比参数、施工工艺等几个方面研究其对沥青混合料压实性能的影响，并在施工中严格控制，才能保证工程要求的沥青混凝土力学性能和防渗性能。

土石坝心墙材料分区优化设计

针对某土石坝工程,考虑对心墙进行分区且各分区采用相同或不同掺砾量的砾质土,对土石坝进行了三维有限元应力应变计算,并对土石坝心墙的土料选用及心墙分区方案进行了优化设计研究.结果表明,土石坝心墙上部应力水平较低,对坝料变形指标和力学指标要求不高,可采用天然黏性土或掺砾较少的砾质土,而其下部采用掺砾量较高的宽级配砾质土,这样,既可以满足坝体应力变形要求,保证心墙抗水力劈裂性能,也可以节省工程造价.

土石坝心墙孔隙水压力成因分析

土石坝心墙在施工过程中会产生超静孔隙水压力。通过对大坝砾石土心墙中不同部位形成的不同的孔隙水压力值进行分析,并结合砾石土心墙填筑时土料含水率、坝前水位、大坝填筑进度以及当地的降水情况等,认为孔隙水压力的形成原因主要是心墙料含水率较高,并且孔隙水压力的极值在上覆荷载固定时主要受大坝砾石土心墙内含水率的影响。心墙内部观测到的压力值有孔隙水压力和坝前水位贯通后的水头压力之分,需分别进行分析。

瀑布沟大坝心墙拱效应分析

在总结前人提出的拱效应系数基础上,对拱效应系数的公式进行了改进,认为拱效应系数应该是实测土压力与上覆土压力和孔隙水压力之和的比值。结合瀑布沟大坝监测资料,用改进的拱效应系数计算公式对大坝心墙拱效应进行计算,并对心墙内拱效应进行动态分析。在施工期,施工工艺是影响大坝心墙拱效应系数的主要因素,填土在仪器埋设以上0～20 m时,拱效应系数较大,随着填土的增加拱效应系数减小,施工期坝体内应力分布在蓄水初期起决定性作用。在蓄水期,心墙上游侧拱效应系数与水位变化呈反相关联,拱效应系数比下游同高程和0+001 m处大;0+001 m处拱效应系数与水位变化呈正相关联,且此处拱效应系数最小;心墙下游处拱效应系数与水位变化呈正关联的关系,在心墙与基岩接触处拱效应系数大于100%。产生这种规律的原因主要有湿化、渗流、水力劈裂作用,三者共同影响,从而导致心墙内应力发生变化。

糯扎渡心墙堆石坝防渗土料研究

通过大量的试验研究和工程类比,论证了糯扎渡水电站工程防渗土料采用掺砾料的必要性,并初步确定掺砾比例和土料压实标准;通过对试验成果的整理分析,提出了糯扎渡工程掺砾土料的工程特性参数;研究成果表明,采取一定的工程措施后,糯扎渡的所选土料场的土料可以满足坝高260m级心墙堆石坝防渗土料的要求。

非饱和心墙料的固结不排水试验特性

土石坝心墙在施工期间处于非饱和状态,且坝体是分级填筑的。应力变形计算时将载荷分成若干级增量,每一级增量假设瞬间完成,等固结一段时间后再施加下一级载荷。由于施加荷载的瞬间来不及排水,因此,总应力法计算参数可以由固结不排水、不排气试验取得。通过三轴试验,揭示了非饱和心墙料的固结、应力-应变及侧向变形特征,探讨了固结过程中体积应变随时间的变化规律,建立了切线泊松比与围压的双曲线关系模型。

茅坪溪土石坝沥青混凝土心墙施工期变形分析

介绍了茅坪溪防护土石坝施工期沥青混凝土心墙安全监测情况,对心墙应力、应变、变形及温度状态等观测资料进行了较详细的分析探讨。目前监测结果为:心墙底部压应力测值较理论计算值小,其增长与心墙高程升高关系协调。心墙不同高程处应变主要受温度、上部荷载及两侧过渡料性质影响,从测值分析心墙中上部应变随高程升高增长较快。心墙与过渡料间位错变形反映心墙压缩变形大于两侧过渡料沉降变形,且心墙中部变形较上、下部变形要大。底部心墙与基座间水平位移变形初期主要受施工影响,后期施工对其影响较小,总体变形稳定。分析表明心墙现阶段变形稳定,应变、应力测值和温度变化正常,工作性态良好,心墙与过渡料及填筑料间能协调变形,符合土石坝变形基本规律。

三峡茅坪溪防护坝沥青混凝土心墙变形监测

在对茅坪溪防护坝施工期沥青混凝土心墙进行安全监测时 ,对心墙应变、应力、变形及温度状态等观测资料进行了较详细的分析探讨。目前监测结果为 :心墙底部压应力测值增长与心墙高程升高关系协调。心墙不同高程处的应变主要受温度、上部荷载及两侧过渡料性质影响 ,从测值分析 ,心墙中上部应变随高程升高其值增长较快。心墙与过渡料间位错变形为 -0 .3 2～ -3 2 .95mm ,反映心墙压缩变形大于两侧过渡料沉降变形 ,且心墙中部变形较上下部变形要大。底部心墙与基座间水平变形为 -1.85～ 17.89mm ,变形初期主要受施工影响 ,后期施工对其影响较小 ,总体变形稳定。分析表明心墙现阶段变形稳定 。

土石坝心墙内浸润线的逸出高度

在粘土心墙土石坝设计中 ,心墙下游侧浸润线的逸出高度对设计人员来说是十分重要的 ,它不仅是计算心墙稳定性的重要因素 ,也是决定心墙下游反滤层设施高度的重要参数。本文介绍了确定心墙内浸润线的位置及其在心墙下游侧逸出高度的方法。

水位波动下非饱和心墙土坝体的渗流和稳定性

基于Richards方程,对坝体的饱和-非饱和渗流场进行了模拟,再根据饱和-非饱和渗流场和非饱和土抗剪强度公式,对坝体的稳定性进行了分析。结果表明,水位骤降过程中坝体的安全系数通常呈现先缓慢增加后迅速减小的变化过程,分析坝体失稳时塑性区和位移场发现,水位下降的初期,坝体左侧坡体的安全系数要低于坝体右侧坡体,但水位下降到一定程度,右侧坡体的安全系数迅速减小,并先于左侧坡体失稳;采用有限元强度折减法用于多坡面边坡稳定分析时,只能获得最小安全系数的包络线;心墙具有隔水防渗的作用,对水位变化渗流具有阻尼作用。

小浪底水库土石坝斜心墙应力监测与分析

以小浪底水库土石坝斜心墙应力监测资料为基础,对其斜心墙孔隙水压力、土压力及拱效应进行探讨。分析表明:该斜心墙孔隙水压力受施工、防渗料等影响,与库水位变化规律存在一致、滞后及不一致三种情况。同时,其土压力变化分为土压力上升期、土体快速固结期(土压力下降期)及土压力随库水位有规律变化期三个阶段,越靠近斜心墙上游,三个阶段的变化越明显,越靠近斜心墙下游,三个阶段的变化越不明显。而且,斜心墙拱效应从上游到下游依次减小,在运行初期增大,之后其系数变化与库水位变化正相关,测点越往下游,年变幅越小。