特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题,构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景,研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征,探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准,预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力,服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加,覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加,心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕,靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析,认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a,降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视,其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。

堆石坝加固工程中结构化胶结技术的应用

清华大学发明的结构化胶结技术通过调节自密实浆液流动性和粘性控制浆液在堆石料孔隙中的流动扩散范围,将堆石料按照设计目标进行部分胶结,在提高堆石料强度、弹性模量等力学性能的同时,仍然保持堆石料的散粒体特性,能适应地基较大变形。在覆盖层上建设结构化胶结堆石坝,可减少堆石坝体积,减少坝体沉降,提高坝体抗冲缓溃能力。介绍了结构化胶结技术在某混凝土面板堆石坝除险加固工程中的应用,该新型技术的应用可为后续相似病险坝的加固处理提供借鉴,也为新建结构化胶结堆石坝积累了设计施工经验。