堰塞坝料室内试验缩尺效应研究

因室内试验设备尺寸的限制,需将坝料的最大粒径缩尺至室内试验设备的容许尺寸,粒径缩尺导致室内试验参数与原始粒径下的实际参数有差异。对取自现场的某堰塞坝料按规范方法缩尺后,开展不同最大粒径下的干密度、渗透系数、三轴剪切室内试验。结果表明:缩尺导致粒径小于5 mm的细颗粒含量增加并影响试样密实程度;随着最大粒径的减小,试样渗透系数逐渐降低,直接采用缩尺后的试验结果会高估堰塞坝料的抗渗能力;缩尺对强度指标φ值影响不大,但缩尺后的试样最大粒径越小,邓肯-张模型参数的K、K_(b)值越大,模型参数n、m值越低,缩尺后的试验结果高估了堰塞坝料强度和坝体抵抗变形的能力,低估了堰塞坝体的实际变形。研究结果可为坝体稳定性分析与变形分析提供参考。

基于弯矩修正法的浅水区海底直铺管道允许悬跨长度计算

海底管道悬空问题是管道工程建设中经常遇到的重要问题,当管道的悬跨长度达到一定值时,管道较容易失稳,而悬空油气管道失稳破坏导致的后果往往非常严重,因此需要对悬空的海底管道进行定期的维护和处理,但由于海上作业难度大,针对悬空管道的治理成本非常高,因此可考虑对处于悬空但在安全允许悬空范围内的管道暂时不进行加固,此时就需要计算管道的允许悬跨长度,为管道的治理提供依据。由于我国油田大多建设在近海地区,因此在考虑管道的悬空问题时需考虑浅水区波浪的特点。本文考虑浅水区波浪的非线性影响,推导得到浅水区波浪场内任意一水质点的水平流速和竖向流速计算公式,并根据该公式和Morison方程,进一步建立了管道悬跨水动力载荷的表达式,最后基于弯矩修正法,提出浅水区平铺海底管道允许悬跨长度计算公式。根据工程实例,结合本文研究,计算得到该工程所在海区平铺管道允许悬跨长度。

聚丙烯纤维加筋砾质黏土的拉伸断裂特性研究

自主研发了一种用于土体拉伸试验的新型拉伸装置,针对不同砾石含量、不同纤维含量的砾质黏土开展了多组拉伸试验。由试验结果发现,砾质黏土的抗拉强度随着砾石含量的增大而降低,在砾质黏土中掺入聚丙烯纤维后,其抗拉强度和极限拉应变明显增大;纤维加筋砾质黏土的抗拉强度和极限拉应变与其中的纤维含量呈正相关关系,但随着砾质黏土中砾石含量的增大,纤维的掺入对其抗拉强度的提升作用明显降低。电镜扫描分析表明,纤维与土颗粒界面产生的摩擦作用是导致加筋砾质黏土抗拉强度提高的主要原因,砾石含量为0%的纯黏土试样,因仅存在纤维/土颗粒界面的I类纤维,土体的抗拉强度提高非常明显;随着砾石含量增大,纤维/土颗粒/砾石界面II类纤维的占比增加,纤维的掺入对其抗拉强度的提升作用明显降低。最后,基于60个试样的试验结果,提出了一个纤维加筋砾质黏土的抗拉强度的多元回归模型,可快速预测不同砾石含量和纤维含量下砾质黏土的抗拉强度。相关试验结果可为高土质心墙坝防渗心墙的抗裂设计提供参考。

黏弹性方法用于面板堆石坝动力分析时必要的改进

目前,黏弹性方法被广泛应用于面板堆石坝动力分析,基本形成了黏弹性模型计算坝体动力响应、永久变形模型计算坝体残余变形的模式,并分别从坝体动力响应和永久变形两个方面评价坝体地震安全性。现行方法用于面板堆石坝动力分析时存在一个明显的缺陷,即没有考虑地震过程中永久变形发展对混凝土面板动应力的影响,对于强震下产生明显永久变形的高面板坝可能导致严重的误差,所以,黏弹性方法用于面板坝动力计算时应进行必要的改进。建议采用"先分后合"的计算策略,首先按照现行方法分离计算坝体动位移和永久变形位移,然后将两者叠加作为地震过程中结构的实际位移,并基于此实际位移计算结构的应变、应力。以新疆玉龙喀什面板堆石坝为例,计算说明了对当前动力计算方法进行改进的必要性。