A Review of Test Methods for the Determination of the Permeability Coefficient of Gravelly Soils Used for Embankment Dams

The factors influencing the permeability coefficient of gravelly soils used for the development of embankment dams(core wall)are analyzed.Such factors include(but are not limited to)soil size,anisotropy,density and boundary effects.A review of the literature is conducted and new directions of research are proposed.In such a framework,it is shown that gravelly soil with controlled density and vertical stress should be used to optimize the measurement of the vertical and horizontal permeability coefficients,respectively.

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。

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.

土石坝心墙水力劈裂的非饱和土固结方法研究

针对土石坝心墙土在初次蓄水前为饱和度高于80%的非饱和土,提出了研究心墙水力劈裂问题的非饱和土固结简化计算的有效应力分析方法。该方法不仅可反映孔隙中气体对水压上升的影响,还可合理分析心墙土的渗透性、初始饱和度和蓄水速度等心墙水力劈裂的影响因素。以糯扎渡堆石坝为例,研究发现:填筑竣工时,尽管心墙中部水压很高,但心墙仍处于非饱和状态;初次蓄水时,上游水压力不能及时渗入心墙内部,形成了心墙内外的水压力突变,可导致心墙水力劈裂的发生。同时研究发现:提高心墙的渗透系数、提高心墙填筑土的初始饱和度、在初次蓄水时,放慢蓄水速度等均可防止心墙水力劈裂的发生。因此非饱和土固结简化计算的有效应力方法分析水力劈裂问题是合理的,它可为实际心墙土石坝预防水力劈裂问题提供科学依据,并可进一步提高土石坝设计水平。

基于有限元法的心墙砾石土压实特性分析

采用有限元法将凸块碾与砾石土作为耦合体系来研究心墙砾石土的压实特性,为心墙砾石土压实特性研究提供了新的思路。首先利用有限元软件ABAQUS构建"凸块碾-砾石土"三维有限元模型,以模拟心墙砾石土碾压的整个过程;其次通过模拟结果与实测结果对比,证明了该模型的可靠性;最后从砾石土沉降量、竖向应力幅值、密度等方面研究砾石土压实特性并分析砾石土竖向应力幅值的分布特性,为控制心墙砾石土的压实质量提供科学的理论依据。

基于监控与预测信息的掺砾土心墙堆石坝施工动态仿真系统研究

掺砾土心墙堆石坝施工过程复杂且不确定因素众多,设计阶段的全过程仿真系统难以面向动态的施工过程。在详尽分析建模理论与方法的基础上,应用系统仿真、数据库动态链接等技术,构建基于监控与预测信息的掺砾土心墙堆石坝施工动态仿真系统,重点分析系统开发的总体构架,提出监控与预测信息对动态仿真系统的影响机制,并详细阐述系统各个功能模块的实现模式。通过工程实例的应用,将该仿真系统的计算结果与传统仿真计算结果进行对比分析,证明该仿真系统的有效性和合理性,为掺砾土心墙堆石坝施工进度的预测及分析提供有效的技术支持。

基于施工全过程参数的堆石坝掺砾土心墙压实质量实时评价

料源参数和施工参数是影响掺砾土心墙压实质量的重要因素。针对当前研究中料源参数被局限于掺砾土,且施工参数考虑不全面,缺乏掺拌参数,不能客观实时评价仓面压实质量的问题,提出了一种基于双向极限学习机(Bidirectional extreme learning machine,B-ELM)算法,综合考虑施工全过程参数的掺砾土心墙压实质量实时评价模型。研究模型将掺砾土心墙碾压填筑施工过程中土料参数、石料参数等料源参数,掺拌参数、碾压参数等施工参数和气象参数作为模型的输入参数,采用B-ELM算法构建压实质量实时评价模型,将该模型嵌入堆石坝碾压施工质量实时监控系统中,可以实现压实质量的实时评价。结合西南某在建的掺砾土心墙堆石坝,采用本文提出的压实质量实时评价模型,实现了对碾压施工单元压实质量的实时评价。此外,将该模型与基于掺砾土料源参数的压实质量评价模型进行对比,结果表明,二者在精度上具有一致性,该模型在鲁棒性上具有优越性,并且可以实现压实质量的实时评价;与现场实测压实度比较分析,该模型对压实度评价更为准确和稳定。研究成果可为碾压堆石坝施工技术和设计工作提供参考。

大坝砾石土防渗心墙填筑质量快速检测方法研究

针对长河坝水电站砾石土心墙填筑压实质量需要,用全料压实度和细料压实度进行双控的质量快速检测控制,通过系列比较试验和分析,提出了一种砾石土填筑压实质量控制的快速检测方法。与常规标准检测方法所得结果相比,各项检测指标偏差完全在试验规程允许误差范围内。本方法简捷、快速、经济实用,可大幅缩短检测时间以满足高强度大方量填筑质量检测控制要求,大坝初期填筑应用结果表明本方法是一种砾石土填筑质量控制快速有效的检测方法。

大坝心墙接触粘土工程特性试验研究

以长河坝水电站心墙砾质土高坝接触粘土开采质量控制为例,探讨了接触粘土不同颗粒分析方法和不同击实试验方法对检测成果的影响。通过对填土压实度及含水率的系列试验研究,提出了临界压实度概念,建议压实度宜控制在98%及以上。研究得出心墙接触粘土填筑采用宁潮勿干的原则,可增加心墙接触粘土的塑性和粘性、减小渗透及水库蓄水后大坝沉降、提高抗接触冲刷能力。研究成果对了解粘土工程性质、指导设计和施工具有一定工程意义。

糯扎渡水电站掺砾粘土心墙堆石坝质量控制关键技术

掺砾粘土心墙防渗土料的性能及适应性、相应的掺砾及填筑施工工艺、压实质量控制标准、质量监控技术等是糯扎渡水电站心墙堆石坝工程建设面临的关键技术问题。通过采用在天然土料中掺35%的人工级配碎石,将压实度作为掺砾粘土心墙压实质量的设计控制指标、填筑含水率作为施工过程中的控制指标,采用对现场取试坑中细料开展三点击实试验作为压实度快速检测的方法,研制了600 mm直径的超大型电动击实仪进行全级配料压实度复核,研发建设了具有实时、在线、自动、高精度等特点的施工过程质量GPS监控系统,保证了工程优质并长期安全运行。

苗尾水电站砾质土心墙料工程特性及碾压试验

苗尾水电站大坝高,采用宽级配砾质土作为土石坝心墙防渗料。前期对全料场进行了大量的室内工程特性试验研究,并选取有代表性的苗尾寨土料进行压实特性试验以研究填筑含水率与干密度、压实度之间关系,并据此提出了设计及施工控制标准。通过现场碾压试验,验证了该控制标准的合理性。

基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型

针对随机森林(RF)算法预测心墙砾石土压实质量存在决策树数量选取缺乏深入研究和忽视P0.075质量分数对压实质量影响的问题,提出了一种基于果蝇优化(FOA)算法的随机森林算法(FOA-RF算法),并构建了基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型(FOA-RF模型)。该模型一方面通过对料源参数和干密度进行相关性分析,新增了P0.075质量分数作为模型的输入参数;另一方面利用FOA算法对随机森林进行优化,解决了RF算法难以取得决策树数量最优解、没有同时考虑决策树数量与随机特征数影响的问题。以西南某在建砾石土心墙堆石坝工程为例,分别应用基于传统RF、BP神经网络、多元线性回归的预测模型和FOA-RF模型进行压实质量预测。结果表明,FOA-RF模型在预测精度上具有优越性,并基于该模型开发压实质量预测模块,将该模块嵌入碾压质量实时监控系统中可实现压实质量的实时预测。

粗粒土防渗料质量控制方法

通过硗碛水电站砾质土直心墙土石坝质量控制,总结粗粒土防渗料质量控制方法,为类似工程确保施工质量、加快工程施工进度和提高经济效益提供参考资料。

300m级超高土质心墙坝的长期变形特性研究

目前国内即将列项修建的300 m级高土质心墙坝,在高应力状态下,坝料的长期变形特性对坝体的沉降影响大。为研究300 m级超高土质心墙坝的长期变形特性,采用长江科学院九参数幂级数流变本构模型及其试验参数,对300 m级高土质心墙坝填筑过程及流变过程进行数值模拟。计算得到的流变位移约为47 cm左右,考虑了流变后的变形会更真实反映实际坝体的运行状况。

砾石土心墙堆石坝心墙孔隙水压力分析

土石坝的碾压施工会在大坝心墙中产生较高的超静孔隙水压力.对高土石坝,施工期心墙内产生的超静孔隙水压力难以有效消散,使得心墙内长期存在较高的孔隙水压力,导致其有效应力降低,影响心墙的工作性态和大坝稳定性.以某砾石土心墙监测资料为基础,分析了心墙填筑及水库蓄水对孔隙水压力及其变化的影响.提出了一种计算堆石坝心墙孔隙水压力消散的简化方法,即竖向受压而水平排水的一维固结方法.将其应用于心墙填筑完成后库水位保持不变时段的心墙孔隙水压力消散计算,通过计算值与实测值的比较,验证了心墙孔隙水压力简化计算方法的合理性;并进一步计算了心墙测点的固结过程,发现其固结度达到95%所需的时间长达10~30a,其中前10a各测点的固结度均已达到了70%.

某水电站料场砾石土渗透试验研究

目前砾石土被广泛地用作高土石坝的防渗体,国内已建成的139.8m的某水电站堆石坝就是用它作心墙的防渗材料。结合某水电站工程料场砾石土的室内试验,分析了土料的颗粒级配、比重、液塑限、塑性指数、最大干密度、最优含水率及渗透系数的相互影响关系,试验结果证明该料场砾石土料渗透性稳定,满足高土石坝心墙的标准。

糯扎渡水电站超高心墙堆石坝关键施工技术

糯扎渡水电站大坝心墙料为掺砾土料,采用了互层铺筑、立采掺合的掺砾技术。大坝填筑施工采用了"数字大坝"先进技术,从料源就位到碾压参数控制实行全天候的过程监控。采用直径600 mm的超大型击实仪进行掺砾土料全料击实试验,全面真实地反映了掺砾土料击实效果。这些关键施工技术的应用确保了大坝的施工质量。

两河口水电站大坝填筑料附加质量快速检测方法

两河口水电站大坝为坝高295m的掺砾土心墙堆石坝,大坝工程现场碾压试验阶段,开展了较为详尽的附加质量法研究工作,通过在不同性状土体、堆石体中的各测点与坑测法成果进行一一对比分析,得出了附加质量法与坑测法的成果差异值虽然在检测成果绝对值上存在一定差异,但总体检测规律、成果评价是一致的,能作为施工质量评价的依据。附加质量法检测施工时间短,且对填筑体不造成破坏影响,充分体现了快速、无破坏、较准确的特点,为后期大坝填筑施工提供了依据。

砾石土在瀑布沟大坝工程中的应用

瀑布沟砾石土心墙堆石坝工程,最大坝高186 m,根据施工设计拟定的填筑方法,开展有针对性的生产性试验。通过在施工中探索,全面了解砾石土的特性,摸索出砾石土施工方法和经验。据此提出一套科学且能够有效实施的砾石土填筑的方法,使心墙砾石土施工符合有关规范及技术要求。可供同类型工程参考。

土工格栅在砾石土心墙坝中的应用

瀑布沟砾石土心墙堆石坝是目前国内最高的心墙坝,坝高达186 m,因抗震设防需要,在过渡料、堆石料范围内铺设土工格栅,确保整个大坝的安全运行,通过在施工过程中的摸索与经验总结,形成了一套有效控制土工格栅铺设的施工方法,供同类型工程施工参考。