軟材料壩

日前，記者從國(guó)家冶金局和北京市科委組織的科研成果鑒定會(huì)上獲悉，由國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心研究的“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃課題——“碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究開發(fā)與應(yīng)用”成果通過驗(yàn)收。 我國(guó)目前已有的大量的混凝土建筑物和構(gòu)筑物中，由于設(shè)計(jì)、施工的缺陷和長(zhǎng)期使用過程中的損傷、老化或?yàn)?zāi)害，造成結(jié)構(gòu)開裂、抗震性能不良、承載力不足等諸多問題，急需有效、耐久、施工簡(jiǎn)便的高新材料與加固修復(fù)的施工技術(shù)。用碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，具有高強(qiáng)高效、施工便捷、耐久耐腐、適用面廣、自重輕、不增加結(jié)構(gòu)尺寸等優(yōu)點(diǎn)，并具有優(yōu)良的性能價(jià)格比，成為應(yīng)用前景十分看好的新技術(shù)。 據(jù)了解，這項(xiàng)成果已在近百項(xiàng)工程項(xiàng)目中得到了推廣應(yīng)用，范圍遍及全國(guó)十多個(gè)省、市、自治區(qū)。其中包括北京民族文化宮、人民大會(huì)堂、北京電報(bào)大樓等標(biāo)志性建筑。加固類型涉及工業(yè)及民用建筑的梁、板、柱、剪力墻和屋架等構(gòu)件，并逐漸向市政、鐵路、特種結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)擴(kuò)展。 與國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較普遍、加固機(jī)理類似的粘鋼法相比，粘貼碳纖維加固技術(shù)，從加固材料性能、與混凝土共同工作性能、對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響、施工工效、工期、適用范圍、耐久性等方面都優(yōu)于粘鋼板，單位工程造價(jià)與粘鋼加固基本持平，因而綜合效益優(yōu)于粘鋼法。 國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法；提出了配套的、操作性強(qiáng)的碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)施工工法；研制開發(fā)了碳纖維加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)用粘結(jié)材料，并編制了《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》；專題成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

軟材料壩，

混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，是采用樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于混凝土表面，從而起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、加固和修復(fù)的作用。日前，記者從國(guó)家冶金局和北京市科委組織的科研成果鑒定會(huì)上獲悉，由國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心研究的“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃課題——“碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究開發(fā)與應(yīng)用”成果通過驗(yàn)收。

我國(guó)目前已有的大量的混凝土建筑物和構(gòu)筑物中，由于設(shè)計(jì)、施工的缺陷和長(zhǎng)期使用過程中的損傷、老化或?yàn)?zāi)害，造成結(jié)構(gòu)開裂、抗震性能不良、承載力不足等諸多問題，急需有效、耐久、施工簡(jiǎn)便的高新材料與加固修復(fù)的施工技術(shù)。用碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，具有高強(qiáng)高效、施工便捷、耐久耐腐、適用面廣、自重輕、不增加結(jié)構(gòu)尺寸等優(yōu)點(diǎn)，并具有優(yōu)良的性能價(jià)格比，成為應(yīng)用前景十分看好的新技術(shù)。

據(jù)了解，這項(xiàng)成果已在近百項(xiàng)工程項(xiàng)目中得到了推廣應(yīng)用，范圍遍及全國(guó)十多個(gè)省、市、自治區(qū)。其中包括北京民族文化宮、人民大會(huì)堂、北京電報(bào)大樓等標(biāo)志性建筑。加固類型涉及工業(yè)及民用建筑的梁、板、柱、剪力墻和屋架等構(gòu)件，并逐漸向市政、鐵路、特種結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)擴(kuò)展。

與國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較普遍、加固機(jī)理類似的粘鋼法相比，粘貼碳纖維加固技術(shù)，從加固材料性能、與混凝土共同工作性能、對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響、施工工效、工期、適用范圍、耐久性等方面都優(yōu)于粘鋼板，單位工程造價(jià)與粘鋼加固基本持平，因而綜合效益優(yōu)于粘鋼法。

國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法；提出了配套的、操作性強(qiáng)的碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)施工工法；研制開發(fā)了碳纖維加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)用粘結(jié)材料，并編制了《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》；專題成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2100433B

依其在壩內(nèi)功用可分為三類。

土壩防滲料

用以填筑土壩防滲體，減少庫(kù)水滲漏。防滲土料應(yīng)有較小的滲透系數(shù)、較好的滲透穩(wěn)定性和一定的塑性。粘性土一般都可用作防滲料，但沼澤土、班脫土、地表土及含有未完全分解有機(jī)質(zhì)的土料不宜采用。防滲料鹽類含量不得超過規(guī)范的允許值。上壩土料的含水量（水和干土的重量比）應(yīng)控制在最優(yōu)含水量附近，使施加相同的壓實(shí)功能可獲得最大干容重（單位體積干土重）。如料場(chǎng)的天然含水量過干或過濕應(yīng)進(jìn)行處理。世界上廣泛采用礫石土作為高土壩的防滲料。這種土同時(shí)含有粒徑大于5mm的粗粒和小于5mm的細(xì)粒，但粗粒含量一般不要超過50%，以滿足防滲要求。礫石土同時(shí)具備粗粒土和細(xì)粒土的特點(diǎn)，強(qiáng)度高，壓縮性低，透水性小，為理想的防滲料。缺點(diǎn)是抗裂性能差一些。由于礫石土的采用，使防滲土料級(jí)配范圍大為擴(kuò)大（圖1）。除土料外，混凝土、鋼筋混凝土、瀝青混凝土亦可用作防滲料。

土壩

土壩壩殼料

用來(lái)填筑壩殼，支撐防滲體，保持壩坡穩(wěn)定，將通過防滲體和壩基的滲水排往下游。砂、砂礫、卵礫石、碎石、石料以及從基坑挖出來(lái)的石碴均可用作壩殼料。均勻粉細(xì)砂不易壓實(shí)，遇地震易液化，應(yīng)慎用。20世紀(jì)60年代以后采用大型震動(dòng)平碾分薄層壓實(shí)壩殼料，使開挖出來(lái)的風(fēng)化巖和軟巖都可上壩，擴(kuò)大了壩殼料的使用范圍。

土壩反濾料

設(shè)在壩內(nèi)粗細(xì)料之間，要求質(zhì)地致密堅(jiān)硬，含泥量不超過 5%。反濾料應(yīng)既能排水通暢又不讓被保護(hù)材料流失。材料級(jí)配和層數(shù)由計(jì)算或試驗(yàn)確定。反濾料可來(lái)自篩分天然砂礫料或人工軋碎的骨料，也可直接采用天然砂礫料。為防止剛度突變而在壩體設(shè)置的過渡料，兼具反濾作用，且一般較厚，有利于施工。

土壩設(shè)計(jì)中提出壩體各部分填筑材料要求并規(guī)定應(yīng)達(dá)到的干堆積密度的設(shè)計(jì)工作。對(duì)筑壩材料的要求有：

(1)具有與使用目的相適應(yīng)的性能。

如防滲材料有足夠的防滲性；壩殼料有較高的強(qiáng)度；反濾料、過渡料及排水用料具有良好的透水性。一般各種土砂石料只要配置在壩體的適宜部位，均可作壩殼材料；黏土、壤土、殘積土、坡積土等均可作防滲材料；礫質(zhì)砂壤土、黃土類土等還可作沖填壩材料。

(2)筑壩材料的工程性質(zhì)應(yīng)能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。如有機(jī)質(zhì)太多(5%以上)和水溶鹽含量太大(3%以上)的土料，在長(zhǎng)期的滲流作用下易形成滲水通道，不宜作為筑壩材料。

(3)具有良好的壓實(shí)性能，填土壓實(shí)后有較高的抗剪強(qiáng)度。如防滲體土料的含水量接近最優(yōu)含水量；無(wú)影響壓實(shí)的超徑材料。

填筑標(biāo)準(zhǔn)包括對(duì)筑壩土料填筑后的干容重、含水量及相對(duì)密度等特性所提的要求。它對(duì)土壩施工的難易程度、壩體質(zhì)量和工程投資等有很大影響。

進(jìn)行土料設(shè)計(jì)時(shí)，遵循就地取材、因材設(shè)計(jì)的原則。合理的土料設(shè)計(jì)要根據(jù)所需壓實(shí)功能，合理確定筑壩土料的密實(shí)性，使土料獲得足夠的抗剪強(qiáng)度和較小的壓縮性，不致產(chǎn)生可能引起壩體裂縫的不均勻變形以及濕化變形，滿足滲流控制要求，獲得最經(jīng)濟(jì)合理的土壩剖面。

選定填筑標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要綜合分析研究的因素有：①土壩的等級(jí)、壩高、壩型及土料在壩體的部位。②土石料的壓實(shí)特性和可能采用的壓實(shí)機(jī)具及其有效的壓實(shí)程度。③填筑料的干容重、含水量與其力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，以及設(shè)計(jì)對(duì)土石料力學(xué)性質(zhì)的要求。④天然干容重與天然含水量，以及土料可能進(jìn)行干燥或濕潤(rùn)處理的程度。⑤筑壩地區(qū)的自然條件；⑥設(shè)計(jì)地震烈度及其他動(dòng)荷載作用。⑦壩基土的強(qiáng)度與壓縮性。⑧不同填筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)造價(jià)和施工難易程度的影響。

黏性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)主要是含水量和干容重。含水量、干容重和壓實(shí)功能之間有密切關(guān)系。在一定的壓實(shí)功能下，相應(yīng)最優(yōu)含水量時(shí)，可獲得最大干容重。一般情況下，最優(yōu)含水量多在塑限附近。

防體位于壩體上游面的稱為面板壩 。