守口堡水库胶凝砂砾石筑坝试验研究

胶凝砂砾石筑坝技术是一种新型筑坝技术,本文通过在守口堡水库库区,模拟大坝施工工艺铺设11m×90m试验段,养护180天后,切割立方体大试件并对其进行抗压强度检测,试验结果满足设计要求。     

胶凝砂砾石强度和弹性模量试验研究

胶凝砂砾石是一种低强度、低弹性模量的新型筑坝材料,其强度和弹性模量在工程实际应用中难以同时满足要求。从胶材种类、含气量、龄期及水胶比四个方面,对胶凝砂砾石的弹性模量及抗压强度进行了研究。结果表明:含气量对弹性模量影响较大,含气量越大,弹性模量越小,而含气量对轴心抗压强度影响很小;在一定范围内,随着水胶比的增大,弹性模量增大,当超过一定值后,随着水胶比的增大,弹性模量反而下降;石灰石粉含量对胶凝砂砾石弹性模量的降低起到明显作用。     

上库脚水库胶凝砂砾石材料性能试验研究

采用河床现有砂砾料为筑坝材料的主要料源,在适应环境和减轻环境破坏方面具有显著的优势。拟建的上库脚水库坝址以上河道砂卵砾石储量丰富,为评估材料是否具备建设胶凝砂砾石坝的条件开展材料性能试验研究。通过开展水泥用量、砂率、含泥量等参数对胶凝砂烁石强度的影响研究,研究结果表明：(1)现场砂砾石料平均砂率为16.8%,基于施工工作性和质量保障,砂率外掺增加到30%;(2)坝体主体配合比优选试验表明,最低水泥掺量即80kg/m3的胶凝砂砾石,180d强度基本能满足或接近导则要求,考虑一定强度富裕度以及施工中填筑材料不均一性等因素,水泥选用90kg/m³～100kg/m³,拌和物VC值在2～12s;(3)石粉含量和含泥量在30%以内,对抗压强度的影响不大。     

胶凝砂砾石本构模型适应性研究试验

胶凝砂砾石材料单轴和三轴试验结果表明,胶凝砂砾石材料应力应变关系具有明显的非线性特征。通过三轴试验,得出应力应变关系曲线,针对邓肯-张模型对胶凝砂砾石的适用性进行了分析研究。基于虚加刚性弹簧法,计算分析数据验证了邓肯-张模型求解弹性模量的合理性,对邓肯-张模型不能准确描述体变特性与泊松比参数问题,提出了改进模型。     

胶凝砂砾石材料抗压与劈拉强度关系试验

普通混凝土的劈拉强度大约是抗压强度的1/9~1/18,但胶凝砂砾石材料不同于混凝土材料,其材料特性介于混凝土与土料之间,材料强度取决于诸多因素。为分析胶凝砂砾石材料抗压强度与劈拉强度的关系,通过对100组相同配合比的立方体抗压和劈拉试件进行的抗压和劈拉试验研究,得到各试件的强度。结果表明,胶凝砂砾石材料立方体抗压强度和劈拉强度存在较好的线性关系,劈拉强度为抗压强度的7%~12%。     

胶凝砂砾石仓拌法施工工艺研究

胶凝砂砾石坝是介于散粒材料坝和混凝土坝之间的一种新坝型,可就地取材,快速施工,同时对筑坝材料、施工工艺以及坝基的要求较低,大坝施工基本实现零弃料,具有漫顶不溃、经济节约、安全可靠等优点。为了扩大胶凝砂砾石填筑材料在堤防、围堰、塘坝等方面的施工适用性,结合守口堡水库枢纽项目的施工经验,参考公路工程路拌法施工工艺,进行了胶凝砂砾石仓拌法施工工艺研究,为胶凝砂砾石的施工开拓了新方向,有助于大力推广胶凝砂砾石的应用。     

胶凝砂砾石材料配合比设计参数的研究

系统研究了胶凝砂砾石材料(CSG)配合比设计中水胶比、水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、含泥量等参数对其强度的影响,并推荐了适用于胶凝砂砾石工程的配合比设计参数取值范围.结果表明:当胶材用量固定时,砂率大于30％后,强度下降明显;随着水胶比降低,强度增加,但存在拐点现象;水泥用量从10～80 kg/m3变化,180 d龄期强度变化范围为2～24 MPa;特定水泥用量下,随粉煤灰掺量的增加,强度变化不大,远低于水灰比的变化对强度的影响;砂中含泥量在28％以内对强度的影响不大.     

胶凝砂砾石材料特性及填筑工艺研究

为充分了解胶凝砂砾石材料的性能,并为胶凝砂砾石在工程中的应用提供指导,首先在实验室中开展四因素三水平的正交试验,对单位用水量、单位水泥用量、单位粉煤灰用量以及砂率4种指标对胶凝砂砾石工作和力学性能的影响程度进行分析.结果表明,胶凝砂砾石的工作性能受单位用水量的影响最大,强度受单位粉煤灰用量的影响最大,砂率对工作性能和力学性能的影响不显著;整体而言,胶凝砂砾石材料表面对气体的抗渗性较差,因此在施工过程中需要特别注意碾压参数.根据试验结果,提出几点胶凝砂砾石填筑注意事项,可为指导工程实践提供帮助.     

胶凝砂砾石材料配合比设计参数的研究

系统研究了胶凝砂砾石材料（CSG）配合比设计中水胶比、水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、含泥量等参数对其强度的影响,并推荐了适用于胶凝砂砾石工程的配合比设计参数取值范围。结果表明：当胶材用量固定时,砂率大于30%后,强度下降明显;随着水胶比降低,强度增加,但存在拐点现象;水泥用量从10～80 kg/m3变化,180 d龄期强度变化范围为2～24 MPa;特定水泥用量下,随粉煤灰掺量的增加,强度变化不大,远低于水灰比的变化对强度的影响;砂中含泥量在28%以内对强度的影响不大。     

胶结坝胶结砂砾石层面原位剪切试验研究

西江胶结坝为充分利用工程弃渣料,将弱风化料和强风化料均作为筑坝材料。胶结强风化料筑坝,其层间抗剪性能关乎大坝抗滑稳定,现场开展层间原位抗剪试验研究旨在得到抗剪断参数,验证大坝抗滑稳定。本文按照现行规范,对两组胶结砂砾石试件开展了原位抗剪试验。试验得到的两组胶结砂砾石层间抗剪断参数,经复核计算,大坝均是稳定的。试验还表明强风化料胶结砂砾石多为本体和层面混合剪断,弱风化料胶结砂砾石多为层面剪断;强风化料胶结砂砾石内摩擦角f′较大,抗剪断黏聚力c′较小。胶结砂砾石试件剪切变形属于脆性材料特性。本次试验成果可供千枚状绢云母板岩及变余层凝灰岩地区参考。     

镶嵌-碎裂结构建基接触面抗剪强度试验研究

金沙江某水电站第23、24坝段,在开挖至建基面时,仍存在一定深度、一定范围质量较差的Ⅲ-Ⅳ类镶嵌-碎裂结构岩体,由于此类岩体影响着大坝的抗滑稳定性,因此,在现场通过原位大剪试验,对原位镶嵌-碎裂结构岩体与混凝土接触面抗剪（断）强度进行了试验,并运用优定斜率法确定了接触面的抗剪（断）强度的标准值。试验表明：镶嵌-碎裂结构岩体在原位状态下仍具有一定的力学性能;原位镶嵌-碎裂结构岩体与混凝土接触面具有较高的凝聚力C和摩擦阻力f,且都达到了Ⅲ类岩体的标准;接触面的抗剪断强度仍然是大坝抗滑稳定的控制边界。     

胶凝砂砾石坝的地质适应性试验研究

胶凝砂砾石坝是介于混凝土重力坝与堆石坝之间的新坝型。目前,胶凝砂砾石坝的建基面设计仍参照混凝土重力坝的建基面设计要求。针对胶凝砂砾石坝与混凝土重力坝结构的差异性,提出了胶凝砂砾石坝坝基的地质适应性问题。通过现场的弹性波试验与原位剪切试验,坝基的强度及抗滑稳定性可以满足设计要求,证明适当放宽胶凝砂砾石坝建基面要求,不仅技术上是可行的,而且可以减少工程量,节约资金,降低工程投资。     

土石坝坝基覆盖层动力特性参数试验研究

采用室内动力特性试验和现场剪切波速测试,对某水电站土石坝坝基各土层最大剪切模量进行了分析。其中现场剪切波速测试分别采用了单孔法和跨孔法,共获得4组剪切模量随深度变化的曲线,分析表明,4组曲线的变化规律一致,即随深度的增加,土体越密实,剪切模量总体趋势变大;数据的波动性也反应了土性差异对剪切模量的影响。文中还分土层分析了室内试验中的固结比取值、密度取值以及波速测试中土的不均匀性对波速测试和室内试验结果的影响,认为密度取值、土的不均匀性为主要影响因素,固结比为次要因素,试样制备中的密度取值越接近实际土层,所得到的室内试验值与现场测试值就越接近。     

粘性土的抗剪强度特性试验研究

利用环剪仪针对塑性指数不同的三种粘性土，在不同的固结状态下进行了较系统的试验研究，探讨了大变形粘土的抗剪强度变化规律，分析了残余强度的影响因素。试验结果表明：(1)本试验所采用的环剪仪无论对于粉质粘土还是粘土均具有良好的稳定性，测试精度高，因此能够保证试验结果的准确性；(2)对于塑性指数不大的粉质粘土，应力历史对其抗剪强度的影响并不显著；(3)对于塑性指数较大的粘土，应力历史对残余强度没有影响，而峰值强度随着超固结比的增大而增大，最终接近粉质粘土的峰值强度；(4)塑性指数是影响残余强度非常重要的因素，随着塑性指数的增大，残余强度显著降低；(5)粘性土剪切沉降曲线的类型与塑性指数和超固结比有关。     

层状岩体抗剪强度产状效应的数值试验研究

层状岩体力学特性呈现出明显的各向异性特点,其强度和变形参数不但与作用力和岩体结构面之间的夹角有关,同时还与岩体结构面的走向密切相关。为研究岩体结构面产状对层状岩体抗剪强度参数的取值影响,首先对某工程现场直剪试验进行模型辨识研究,然后采用数值试验方法对层状岩体抗剪断试验进行拓展性数值研究,进而对岩体的抗剪断强度各向异性进行了深入研究,分析了层状岩体抗剪断强度特性与结构面产状之间的变化规律。研究结果表明：层状岩体的抗剪强度参数呈现明显的非正交各向异性特点;随着结构面倾角的增大,抗剪断强度参数与结构面产状之间关系可采用空间椭圆面来描述。      

混凝土板与水泥土搅拌桩的抗滑试验研究

为了测定水闸混凝土底板与水泥土搅拌桩体之间的抗剪强度,设计了现场大型原位直接剪切试验方法,用以模拟工程实际。通过对4个加固处理后的水泥土搅拌桩体施加不同的垂直应力,变形达到相对稳定后进行水平剪切试验。针对不同垂直应力下的抗剪强度结果,采用最小二乘法,求解得到抗剪强度参数凝聚力为21.2 kPa,内摩擦角为26.7°。现场试验结果表明,在设计荷载作用下的综合摩擦系数达到设计要求,水泥土搅拌桩具有较好的抵抗闸室底板滑动破坏的特性。     

硫酸钠溶液对水泥土抗剪强度的影响试验

为研究硫酸钠溶液对水泥土抗剪强度的影响,对硫酸钠溶液腐蚀后的水泥土进行了无固结排水直剪试验。试验结果表明:水泥土的抗剪强度随着硫酸钠溶液浓度的增加而逐步降低,相应的内摩擦角和黏聚力也逐步降低;硫酸钠溶液浓度不变时,水泥土抗剪强度随着硫酸钠溶液腐蚀时间的增加而逐步降低,黏聚力也逐步降低,腐蚀对黏聚力影响较大,而对内摩擦角影响很小。     

固化有机质土的抗剪强度试验研究

分别以固化土7d的粘聚力和内摩擦角作为评价指标,通过开展固化有机质土的正交快剪试验,研究复合固化剂的固化效果,结果发现固化土的粘聚力和内摩擦角均得到了较大幅度的提高,且粘聚力提高更为显著。对于粘聚力:水泥影响最为显著,高效减水剂FDN影响次之,玻璃纤维更次之,水玻璃影响最小;而对于内摩擦角:水泥影响最为显著,玻璃纤维影响次之,高效减水剂FDN更次之,水玻璃影响最小。     

饱和黏土循环剪切强度与变形特性的试验研究

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在不固结、不排水条件下对黏土的单调和循环剪切应力-应变关系与剪切强度特性进行了研究.单调剪切试验表明剪切强度随应变速率的增加而增大,在双对数坐标下,剪切强度与应变速率之间近似地符合线性关系;循环剪切试验表明对于某一给定的初始剪应力,循环剪切强度大小是循环软化效应和应变速率效应共同作用的结果,结合单调剪切强度应变速率之间的对应关系,提出了近似消除速率效应的循环剪切强度归一化方法,通过归一化表明,不同循环次数的循环剪切强度与初始剪应力之间的试验数据点分布在一个狭窄区域内,通过一个二次方程即可拟合表示.以此为基础,提出了循环剪切强度的简便确定方法,可减少海洋地基稳定性分析中的试验工作量.