PVA纖維摻和膠凝砂礫石材料的力學性能

年月 水利學報 第卷第期 收稿日期 基金項目水利部計劃項目 作者簡介賈金生男河南民權(quán)人教授級高級工程師主要從事拱壩結(jié)構(gòu)分析面板壩防滲體系及膠凝砂礫石壩的研究 文章編號 膠凝砂礫石壩材料特性研究及工程應(yīng)用 賈金生馬鋒玲李新宇陳祖坪 中國水利水電科學研究院北京首鋼工學院北京 摘要本文闡述了膠凝砂礫石壩的起源和發(fā)展情況根據(jù)福建街面水電站下游圍堰的施工要求即施工期作為擋 水堰運行期作為量水堰設(shè)計了圍堰壩體的斷面對堰體的應(yīng)力穩(wěn)定和滲流進行了分析提出了材料的性能參數(shù) 要求并探討了膠凝砂礫石材料的滲透溶蝕性能研究結(jié)果表明采用當?shù)靥烊簧暗[石摻入水泥和粉煤灰各 ?其齡期抗壓強度等級可達到并滿足圍堰的力學穩(wěn)定防滲和抗溶蝕要求縮短了工期降低了 造價 關(guān)鍵詞膠凝砂礫石壩滲透溶蝕圍堰材料特性抗壓強度 中圖分類號文獻標識碼 研

為研究膠凝砂礫石料的動力特性,采用大型動力三軸試驗儀進行膠凝摻量為60kg/m3的膠凝砂礫石料的動力試驗,分析了材料最大動彈性模量與圍壓之間的關(guān)系,推導(dǎo)了非線性動彈性模量及阻尼比的表達式。試驗結(jié)果表明:膠凝砂礫石料的動應(yīng)力動應(yīng)變關(guān)系具有明顯的非線性特征,且受圍壓的影響較大;材料動彈性模量隨動應(yīng)變的增大而減小,而阻尼比則相應(yīng)增大,并趨于某最大值;動應(yīng)變一定時,圍壓增大引起材料動彈性模量增大,而阻尼比則隨之減小。

碾壓膠結(jié)砂礫石(rolledcementeedsand&cravel,簡稱rcsg)材料是一種新型建筑材料,在某些工程中有廣闊的應(yīng)用前景,根據(jù)試驗結(jié)果,探討和分析了rcsg的材料性能.

該文介紹福建水口壩下水位治理與通航改善工程中膠凝砂礫石橫向主圍堰規(guī)劃方案的抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力簡易估算,探討砂礫石地基上建設(shè)膠凝砂礫石圍堰的適用條件,供參考。

年月 水利學報 第卷第期 收稿日期 基金項目水利部計劃項目 作者簡介賈金生男河南民權(quán)人教授級高級工程師主要從事拱壩結(jié)構(gòu)分析面板壩防滲體系及膠凝砂礫石壩的研究 文章編號 膠凝砂礫石壩材料特性研究及工程應(yīng)用 賈金生馬鋒玲李新宇陳祖坪 中國水利水電科學研究院北京首鋼工學院北京 摘要本文闡述了膠凝砂礫石壩的起源和發(fā)展情況根據(jù)福建街面水電站下游圍堰的施工要求即施工期作為擋 水堰運行期作為量水堰設(shè)計了圍堰壩體的斷面對堰體的應(yīng)力穩(wěn)定和滲流進行了分析提出了材料的性能參數(shù) 要求并探討了膠凝砂礫石材料的滲透溶蝕性能研究結(jié)果表明采用當?shù)靥烊簧暗[石摻入水泥和粉煤灰各 ?其齡期抗壓強度等級可達到并滿足圍堰的力學穩(wěn)定防滲和抗溶蝕要求縮短了工期降低了 造價 關(guān)鍵詞膠凝砂礫石壩滲透溶蝕圍堰材料特性抗壓強度 中圖分類號文獻標識碼 研

文章以江西某膠凝砂礫石壩水庫施工為例,研究膠凝砂礫石壩的經(jīng)濟性。在選定施工造價的經(jīng)濟參數(shù)后,從各施工環(huán)節(jié)分析膠凝砂礫石壩的工程造價,并依次改變邊坡比與碾壓混凝土重力壩綜合造價對比分析,最終得到膠凝砂礫石壩具有節(jié)約施工成本、節(jié)時、環(huán)保的優(yōu)點的結(jié)論。

通過極差分析和ppr單因素方差分析,探究粉煤灰摻量、水膠比和細料含量對不同形狀尺寸富膠凝砂礫石試件劈裂抗拉強度的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明:對富膠凝砂礫石材料劈裂抗拉強度的影響權(quán)重大小依次是粉煤灰摻量,水膠比,細料含量。三種加載方式下28d劈裂抗拉強度皆隨粉煤灰摻量的增加而降低,最佳水膠比和最優(yōu)細料含量分別為0.45和35%。此外,圓柱體側(cè)向平均劈裂抗拉強度約為標準立方體的91.10%,圓柱體軸向平均劈裂抗拉強度約為標準立方體的80.37%。

膠凝砂礫石筑壩就是將土石壩和混凝土重力壩綜合的一種新壩型,通過材料特性、斷面設(shè)計、穩(wěn)定計算、防滲結(jié)構(gòu)和溢洪結(jié)構(gòu)等幾個方面,對膠凝砂礫石壩這一新壩型的設(shè)計進行了探討。

大同市守口堡水庫大壩為我國首座膠凝砂礫石壩。文中以大同市守口堡水庫為實例,施工中綜合考慮膠凝砂礫石強度、壓實密度、溫度、濕度、日照等因素,層面處理以露出砂粒、小石,且不破壞已凝結(jié)的膠凝砂礫石為準,通過試驗確定了不同氣候條件下層面處理時間、砂漿從開始拌和到上層膠凝砂礫石鋪設(shè)的最長允許時間、砂漿鋪設(shè)厚度等參數(shù),形成了完整的膠凝砂礫石填筑層面施工處理方法。

結(jié)合膠凝砂礫石材料力學特性及壩體剖面設(shè)計理論，研究膠凝砂礫石壩的剖面形式及相應(yīng)的控制標準。按土石壩設(shè)計理論：當膠凝砂礫石材料抗壓強度低于3mpa時，壩體剖面形式屬于土石壩斷面形式，應(yīng)按土石壩設(shè)計理論進行設(shè)計；當材料抗壓強度大于6mpa時，壩體剖面形式屬于重力壩斷面形式，應(yīng)按重力壩設(shè)計理論進行設(shè)計；抗壓強度為3～6mpa時，剖面設(shè)計既要考慮壩體整體穩(wěn)定性、壩體應(yīng)力狀況，又要考慮壩坡的自身穩(wěn)定及壩體局部抗剪強度。按重力壩設(shè)計理論：當膠凝砂礫石材料抗剪強度指標足夠大時，需控制壩踵處不出現(xiàn)拉應(yīng)力，最經(jīng)濟剖面為直角梯形；隨著壩體抗剪強度指標的降低，最經(jīng)濟剖面逐步由直角梯形向?qū)ΨQ梯形過渡，此時穩(wěn)定安全系數(shù)和壩踵拉應(yīng)力都需要控制；當膠凝砂礫石材料抗剪強度指標過低時，采用對稱梯形剖面，此時壩體不會產(chǎn)生拉壓力，需控制壩體整體穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。

砂礫石具有非線性的應(yīng)力-應(yīng)變特性,回彈模量是描述這一特性的有效參數(shù),通過室內(nèi)加大尺寸承載板試驗?zāi)軌虻玫捷^好的模擬砂礫石回彈模量的模型。分析了傳統(tǒng)承載板試驗測定砂礫石回彈變形特性的局限性和影響因素,并進行了試驗儀器和方法的改進。以加大承載板試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),擬合發(fā)現(xiàn)l-h模型能較好地反映砂礫石的非線性回彈變形特性,且模型中的回歸參數(shù)與混合料的級配、含水量、壓實度等因素具有關(guān)聯(lián)性。并針對影響砂礫石回彈模量的兩個重要參數(shù):砂礫石黏土的摻配比和含水量進行了詳細分析,并提出相應(yīng)的工程建議。

以膠凝用量、細料含量、水膠比作為膠凝砂礫石材料抗壓強度的影響因素,通過正交試驗設(shè)計配合比,采用極差法和投影尋蹤回歸分析(ppr)兩種方法分析試驗結(jié)果,得到了影響膠凝砂石材料抗壓強度影響因素的主次順序為膠凝用量、水膠比、細料含量;膠凝砂礫石材料的抗壓強度在各因素不同水平下的變化規(guī)律,即抗壓強度隨膠凝用量的增加而增大,最佳水膠比為1.2,細料含量在25%~30%之間時抗壓強度達到最大,當水膠比和細料含量繼續(xù)變大時,抗壓強度有所降低。

本文以翁吟河水生態(tài)攔水堰工程膠凝砂礫石壩為研究對象,采用剛體極限平衡法和材料力學法對膠凝砂礫石材料壩進行穩(wěn)定及應(yīng)力計算,供同類工程參考.

通過研究地基土指標，由施工期指標進入蓄水期指標時完建壩體與地基應(yīng)力場的重分布，結(jié)果表明，重分布的變幅是相當巨大的，甚至于會影響到在砂礫石地基上能否建造某種膠凝砂礫石壩的決策。故對此進行分析研究，分析地基土含水量飽和工況強度。

砂礫石回填 一、施工流程 施工測量→施工準備→拌合砂礫石→分層攤鋪→分層碾壓→檢測（符合規(guī)范 要求后）→數(shù)據(jù)整理（報審） 二、施工方法 （一）施工測量 施工之前復(fù)測導(dǎo)線點坐標、水準點高程及原地面高程，并進行資料整理及橫、 縱斷面繪制。擬定試驗段報審?fù)ㄟ^之后進行試驗段施工測量工作，采用全站儀, 根據(jù)本段對應(yīng)的路基設(shè)計圖紙及加寬要求放出該段路基中邊樁，沿路基縱向每 10m設(shè)一對標高指示樁，進行水平測量，并在指示樁上準確標出實施層頂標高， 設(shè)置明顯標記，以控制填料的松鋪厚度。將松鋪厚度標識于中、邊樁上，并掛線 施工。 （二）施工準備 材料準備：砂礫石路基填筑材料采用襄陽本地區(qū)的砂礫石。按照礫石和清沙 比例為6:4均勻參合。砂礫應(yīng)質(zhì)地堅硬，含泥量不應(yīng)大于5%，礫石顆粒中細長 及扁平顆粒的含量不應(yīng)超過20%。施工前，參照該段設(shè)計工程量進行材料選比， 按計劃組織進場儲備，所有進場材

工程 砂礫石回填單元工程施工質(zhì)量驗收評定表 單位工程名稱單元工程量 分部工程名稱施工單位 單元工程名稱、部位施工日期年月日－年月日 項次檢驗項目質(zhì)量要求檢查記錄合格數(shù) 合格率 （%） 主 控 項 目 1鋪料厚度 鋪料厚度均勻，表面平整，邊線 整齊，允許偏差不大于鋪料厚度的 10%，且不應(yīng)超厚 2岸坡接合處鋪料 縱橫向接合部應(yīng)符合設(shè)計要求； 岸坡接合處的填料不得分離、架空 一 般 項 目 1鋪填層面外觀 砂礫料鋪填力求均衡上升，無團 塊、無粗粒集中 2富裕鋪填寬度 富裕鋪填寬度滿足壓實質(zhì)量要 求，檢測點允許偏差0-10cm 3鋪填邊線 鋪填邊線應(yīng)有一定寬裕度（符合 設(shè)計要求） 施工 單位 自評 意見 主控項目檢驗點全部合格，一般項目逐項檢驗點的合格率均不小于_____%，且不合格點不集中 分布，各項報驗資料_____sl631—2012的要求

膠凝砂礫石壩是介于混凝土重力壩與堆石壩之間的新壩型。目前，膠凝砂礫石壩的建基面設(shè)計仍參照混凝土重力壩的建基面設(shè)計要求。針對膠凝砂礫石壩與混凝土重力壩結(jié)構(gòu)的差異性，提出了膠凝砂礫石壩壩基的地質(zhì)適應(yīng)性問題。通過現(xiàn)場的彈性波試驗與原位剪切試驗，壩基的強度及抗滑穩(wěn)定性可以滿足設(shè)計要求，證明適當放寬膠凝砂礫石壩建基面要求，不僅技術(shù)上是可行的，而且可以減少工程量，節(jié)約資金，降低工程投資。

守口堡水庫大壩采用的是膠凝砂礫石壩。這是我國首次將這種新壩型用于永久性水利工程中。結(jié)合工程當?shù)夭牧锨闆r,并同國內(nèi)外工程進行類比,對壩體斷面、壩體材料分區(qū)、建基面設(shè)置、泄洪建筑物布置等方面進行分析研究,得出了守口堡水庫膠凝砂礫石壩的合理設(shè)計方案。守口堡水庫膠凝砂礫石壩最大壩高為61.6m。壩體斷面型式為上下游坡比1:0.6的梯形斷面。按照材料性能的不同,大壩斷面劃分成6個分區(qū)。大壩主體為膠凝砂礫石。壩體上下游分別設(shè)置防滲層和保護層、大壩建基面比混凝土重力壩放寬、泄洪建筑物布置于壩體。

技術(shù)交底記錄 年月日 工程名稱 寧夏寶豐能源集團有限公司園 區(qū)北側(cè)道路 分部工程基層工程 分項工程名稱級配砂礫石基層 交底內(nèi)容： 一、測量放線 1、在底基層或路床上恢復(fù)道路中線，直線段每20m設(shè)一中樁，平曲線每10m～15m測 放一中樁；平曲線每10m設(shè)高程樁；并測設(shè)路基邊樁，標示出基層面設(shè)計高程。 二、級配碎石運輸 1、集料裝車時，應(yīng)控制每車料的數(shù)量基本相等；根據(jù)各路段基層或底基層的寬度、厚 度及設(shè)計干密度計算各段需要的集料數(shù)量，并計算料堆的堆放距離。卸料時要嚴格控制料 堆距離。 三、攤鋪、整平 1、通過試驗段確定集料的松鋪系數(shù)，并確定松鋪厚度，卸料后及時用推土機將混合料 均勻攤鋪，表面應(yīng)力求平整。 2、用推土機將拌和均勻的混合料按規(guī)定的路拱進行整平和整型，在整形過程中，應(yīng)注 意消除粗細集料離析現(xiàn)象，用壓路機在已初平的路拱

成都第二繞城高速公路tj-b5合同段 砂礫石墊層施工方案 1、施工準備 (1)向駐施工現(xiàn)場監(jiān)理單位報送“墊層開工報告單”，經(jīng)同意 后方可進行墊層施工。 (2)路基及其中埋設(shè)的各種溝、管等隱蔽構(gòu)筑物，必須經(jīng)過 自檢合格、報請駐場監(jiān)理單位檢驗、簽字認可后，方可鋪筑其上 面的墊層。 (3)各種材料進場前，應(yīng)及早檢查其規(guī)格和品質(zhì)，不符合技 術(shù)要求的不得進場。材料進場時，應(yīng)檢查其數(shù)量，并按施工平面 圖堆放，而且還應(yīng)按規(guī)定項目對其抽樣檢查，其抽樣檢查結(jié)果， 報駐現(xiàn)場監(jiān)理單位。 (4)砂礫石墊層正式施工前應(yīng)鋪筑試驗段，其目的： ①確定集料的配合比例； ②確定材料的松鋪系數(shù)； ③確定標準施工方法； a、集料數(shù)量的控制 b、集料攤鋪方法和適用機具； c、合適的拌和機械、拌和方法、拌和深度和拌和遍數(shù)； d、集料含水量的控制方法； e、整平和整型的合適機具和方法； f、壓實機械的選擇和組合、壓實的順

針對膠凝砂礫石壩體材料和新型保護層材料抗?jié)B和抗凍性能展開了試驗研究,其中抗凍測試中引入氣凍和冰凍兩種測試手段以表征膠凝砂礫石抵抗凍融和溫度循環(huán)的能力。結(jié)果表明,未摻加外加劑的膠凝砂礫石180d齡期抗?jié)B可達到w8,90d齡期抗冰凍不足25次凍融循環(huán),氣凍350次溫度循環(huán)后相對動彈性模量仍約65%,抗氣凍可到600次以上溫度循環(huán)。摻加外加劑的膠凝砂礫石相應(yīng)齡期的抗?jié)B為w12,抗冰凍達75次凍融循環(huán),氣凍350次溫度循環(huán)后相對動彈性模量仍有80%以上。因此建議膠凝砂礫石中采用外加劑,并以長齡期180d為設(shè)計齡期。新型保護層材料的研發(fā)試驗表明,變態(tài)膠凝砂礫石、富漿膠凝砂礫石均具有良好的防滲(抗?jié)B等級w10以上)和抗凍能力(f300次凍融循環(huán)),可作為膠凝砂礫石壩上、下游防滲抗凍保護層材料。

膠凝砂礫石作為一種低強度、低彈性模量的新型筑壩材料,目前尚無統(tǒng)一的測試標準,采用不同測試方法的結(jié)果勢必有很大差異,從而會影響膠凝砂礫石壩的設(shè)計。為此,分別采用通長變形、中部變形、端部變形及內(nèi)部埋設(shè)差動式電阻應(yīng)變計4種測試方法對膠凝砂礫石材料的彈性模量進行對比試驗,并評估了彈性模量測試加荷速率的控制、預(yù)壓次數(shù)及割線法的適用性等問題。結(jié)果表明,端部測長法比較適用于膠凝砂礫石彈性模量的測試,對于規(guī)范和統(tǒng)一膠凝砂礫石彈性模量的測試以及膠凝砂礫石壩的進一步發(fā)展起到了促進作用。