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弱胶结宽级配卵漂石工程地质特性及边坡稳定性研究

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水利水电快报 2024年第6期45卷 27-32,42页

作者：雷世兵黄振伟蒲进张涛孙韬熊宇康长江岩土工程有限公司湖北武汉430010 长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010 西藏大唐扎拉水电开发有限公司西藏昌都854000

青藏高原山区河流阶地发育,区域内卵漂石具有弱胶结、宽级配、超大粒径颗粒含量较多等特点,工程地质特性及边坡稳定性研究难度大。采用现场原位试验、室内试验和地质调查测绘等方法,初步查明西藏扎拉水电站工程区卵漂石颗粒级配及抗剪... 详细信息

青藏高原山区河流阶地发育,区域内卵漂石具有弱胶结、宽级配、超大粒径颗粒含量较多等特点,工程地质特性及边坡稳定性研究难度大。采用现场原位试验、室内试验和地质调查测绘等方法,初步查明西藏扎拉水电站工程区卵漂石颗粒级配及抗剪强度。通过近景测量摄影、图像处理技术与常规颗粒分析试验相结合可确定颗粒级配,基于实测边坡地形和调查稳定坡角,结合稳定性反演计算可获得抗剪强度参数。结果表明:天然和饱水条件下卵漂石的内摩擦角差别不大,但饱水条件黏聚力仅为天然条件的25%~40%,由此对正常蓄水位以下、以上的库坝区边坡分别采取不同的支护措施,确保了处理方案的安全性与经济性。研究结果可为库坝区卵漂石边坡稳定性计算评价及处理方案设计提供地质依据。

关键词：弱胶结宽级配卵漂石地质特性边坡稳定性扎拉水电站

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高海拔地区宽级配泥石流冲击拦砂坝试验研究

水文地质工程地质 2024年第1期51卷 123-134页

作者：何胜庆郑达张文地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059 中国地质科学院探矿工艺研究所四川成都611734

在高海拔地区,由于山高谷深,坡表物质受物理风化严重,物源级配宽度范围大,泥石流的发育频率高,冲击力大,导致拦砂坝损毁严重。为研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律,以西藏地区发育的泥石流为原型,建立宽级配泥石流冲击拦砂... 详细信息

在高海拔地区,由于山高谷深,坡表物质受物理风化严重,物源级配宽度范围大,泥石流的发育频率高,冲击力大,导致拦砂坝损毁严重。为研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律,以西藏地区发育的泥石流为原型,建立宽级配泥石流冲击拦砂坝的物理试验模型,选取泥石流容重、水槽坡度与泥石流固相最大粒径为变量,进行27组水槽试验,研究冲击力特征。结果表明:(1)宽级配泥石流在冲击拦砂坝过程中经历“冲击爬高、旋滚回流、堆积回淤”3个接触演化阶段,泥石流容重越小,爬高越大,冲淤过程的阶段性表现越明显;(2)拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流容重的增大而减小,在相同坡度和级配的条件下,容重越大,水流携带固体物源运动越困难,泥石流流速降低,泥石流的冲击力减小;(3)拦砂坝的坝前冲击力随沟槽坡度增大而增大,沟槽坡度越大,宽级配泥石流的流速和流深越大,泥石流冲击力就越大,并且泥石流固相粒径越大,坡度对冲击力的影响效果越明显;(4)拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流固相最大粒径增大而增大,且变化趋势较泥石流容重及沟槽坡度条件改变时更加显著,最大粒径与泥石流流速、流深没有明显规律关系。研究成果将为宽级配泥石流防治和研究提供一定的数据参考。

关键词：宽级配泥石流拦砂坝冲击特性物理模拟试验

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宽级配粗粒土数值试验微观参数的敏感性分析

水利学报 2015年第S1期46卷 315-320页

作者：陈兵于沭温彦锋邓刚汪小刚时磊王振流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038 中国地质大学(北京) 北京100083 深圳市水务规划设计院广东深圳518001

在离散元数值试验中,微观参数的取值直接决定着宏观参数。目前微观参数的研究多针对窄级配土、小尺寸的试样,基于宽级配粗粒土微观参数的研究较少。本文采用离散单元法,根据某水利工程宽级配粗粒料试验级配,采用常规大型三轴压缩试样尺... 详细信息

在离散元数值试验中,微观参数的取值直接决定着宏观参数。目前微观参数的研究多针对窄级配土、小尺寸的试样,基于宽级配粗粒土微观参数的研究较少。本文采用离散单元法,根据某水利工程宽级配粗粒料试验级配,采用常规大型三轴压缩试样尺寸,分析了线性接触模型中颗粒接触刚度和颗粒摩擦系数等微观参数对初始弹性模量、初始体积模量以及峰值强度的影响规律。研究结果表明:(1)初始弹性模量和初始体积模量均随着刚度比的增大而减少,当刚度比较大时,峰值强度表现为明显的下降趋势;(2)颗粒摩擦系数的大小对峰值强度的影响显著,当摩擦系数小于0.8时,对初始弹性模量和初始体积模量的影响较大。建议针对大尺寸试样、宽级配条件的数值试验刚度比取值范围为1.0~5.0,摩擦系数取值为0.4~0.8。

关键词：数值试验宽级配微观参数粗粒土

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宽级配卵石推移质输移随机过程的分维研究

泥沙研究 2000年第4期25卷 60-64页

作者：张之湘惠仕兵沈焕荣刘兴年李昌志四川大学高速水力学国家重点实验室四川成都610065

深入探讨、分析长江三峡工程上游河道宽级配卵石推移质输移特点及其随机过程 ,更清楚地认识三峡工程回水变动区河道泥沙运动规律是一个很重要的研究课题。本文应用 70年代发展起来的现代数学手段分形(分维 )几何学、R/S分析 ,对长江上... 详细信息

深入探讨、分析长江三峡工程上游河道宽级配卵石推移质输移特点及其随机过程 ,更清楚地认识三峡工程回水变动区河道泥沙运动规律是一个很重要的研究课题。本文应用 70年代发展起来的现代数学手段分形(分维 )几何学、R/S分析 ,对长江上游年来沙量过程进行分形特性分析 ,用R/S分析计算其分形维数 ,表明长江上游悬沙和推移质年沙量的分形维DH 分别为 1 .32 1和 1 .378;赫斯特数H分别为 0 .6 79和 0 .6 2 2 ,均大于 0 .5 ,根据分形几何学、R/S分析原理 ,说明三峡工程上游来沙量发展过程发现为正相关 ,是具有持久记忆性、周期性的随机过程———分式布朗运动过程 ,长江上游沙量发展趋势有可能表现为 :“良性循环或恶性循环”两种 ,长江上游来沙量必须依靠持久的水土保持治理和水库群拦截 ,否则会出现恶性循环的可能。文中用分形几何学、R/S分析方法对宽级配卵石推移质输移实测随机过程进行计算 ,结果表明对测量时间间隔 8～ 9分钟的采样 ,所获得的输沙率随机过程的分维数DH=1 .47(H =0 .5 3) ,接近马氏过程 (DH=1 .5 )。测量时间间隔 3分钟的采样 ,所获得的输沙率随机过程的分维数DH=1 .33(H =0 .6 7) ,为非马氏过程 ,表明过程具有持久记忆性和周期性。

关键词：宽级配卵石分维 R/S分析推移质泥沙输移随机过程

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宽级配非均匀沙运动特性研究

人民长江 2011年第13期42卷 72-75,105页

作者：王思莹段文刚李利长江科学院水力学研究所湖北武汉430010

为了探索泥沙在水力作用下的运动规律,通过水槽试验,对均匀沙、连续和不连续宽级配非均匀沙的沙床发生起动和冲刷的运动特性进行了观察和对比分析。将均匀沙的沙莫夫公式加以推广,表征了非均匀沙各级运动对应的临界流速与水深及各材料... 详细信息

为了探索泥沙在水力作用下的运动规律,通过水槽试验,对均匀沙、连续和不连续宽级配非均匀沙的沙床发生起动和冲刷的运动特性进行了观察和对比分析。将均匀沙的沙莫夫公式加以推广,表征了非均匀沙各级运动对应的临界流速与水深及各材料参数的关系,拟合得到了不同种类的沙床发生各级运动对应的临界流速系数。计算结果与试验现象的对比分析表明,与均匀沙相比,连续宽级配非均匀沙一旦发生起动,其颗粒运动更容易加剧形成冲刷;而缺粒径段的不连续宽级配非均匀沙,由于大颗粒的荫蔽阻挡作用,冲刷较难形成。

关键词：泥沙运动非均匀宽级配临界流速

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清水冲刷宽级配河床粗化机理试验研究

泥沙研究 1994年第1期20卷 68-77页

作者：陆永军张华庆交通部天津水运工程科学研究所交通部天津水运工程科学研究所

本文在前人研究基础上,选用粒径为0.05～20.00mm的煤屑及天然沙,在长30m、宽0.5m、深0.6m的变坡水槽内,首先进行清水冲刷河床粗化试验方法研究,然后进行了二十九组试验, 在分析本试验及前大水槽试验、河流实测资料基础上,探讨了清水冲... 详细信息

本文在前人研究基础上,选用粒径为0.05～20.00mm的煤屑及天然沙,在长30m、宽0.5m、深0.6m的变坡水槽内,首先进行清水冲刷河床粗化试验方法研究,然后进行了二十九组试验, 在分析本试验及前大水槽试验、河流实测资料基础上,探讨了清水冲刷宽级配河床粗化机理(包括平整床面的粗化及沙波床面的粗化),得到了粗化过程中及粗化稳定后的阻力规律,

关键词：河床粗化清水冲刷宽级配机理试验粗化层粗化过程非均匀沙丹江口水库试验方法水槽试验

宽级配砾质土在土石坝心墙防渗中的应用与研究

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宽级配砾质土在土石坝心墙防渗中的应用与研究

作者：谭继文大连理工大学

学位级别：硕士

宽级配砾质土是一种粘性粗粒土，是天然土石的混合料，它通常以5mm为界被分为粗料和细料两部分，颗粒组成是决定宽级配砾质工工程特性的主要因素。砾质上是一种良好的筑坝材料，既能作防渗材料，又能填筑坝壳。西藏满拉水利枢纽工... 详细信息

宽级配砾质土是一种粘性粗粒土，是天然土石的混合料，它通常以5mm为界被分为粗料和细料两部分，颗粒组成是决定宽级配砾质工工程特性的主要因素。砾质上是一种良好的筑坝材料，既能作防渗材料，又能填筑坝壳。西藏满拉水利枢纽工程堆石坝心墙防渗土料为砾质轻壤土，本论文通过对该土料的试验分析和设计研究，认为砾质土具有较好的压实度、较高的抗剪强度和低压缩性。但是存在土料的含砾量不均匀、粘粒含量低、渗透系数偏大、天然含水量偏低、塑性较差等缺陷。试验研究还认为，只要解决好渗透稳定问题，做好反滤保护，砾质土作心墙防渗体是可行的。设计采用肥心墙加厚反滤的型式，解决了渗透稳定问题，达到了防渗效果。

关键词：宽级配砾质土土心墙堆石坝防渗土料反滤层满拉水利枢纽

宽级配大粒径粗粒土填筑标准的确定方法及应用

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宽级配大粒径粗粒土填筑标准的确定方法及应用

作者：李鹏西安理工大学

学位级别：硕士

粗粒土在自然界分布广、储量丰富，由于它具有压实性能好、透水性能强、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小、承载力高等工程特性，因此在工程建设中得到了广泛的应用。随着设计水平的提高、经济效益显著与大功率施工机械的采用，以当... 详细信息

粗粒土在自然界分布广、储量丰富，由于它具有压实性能好、透水性能强、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小、承载力高等工程特性，因此在工程建设中得到了广泛的应用。随着设计水平的提高、经济效益显著与大功率施工机械的采用，以当地材料为主的高土石坝在国内外高坝建设中占有相当优势。然而，迄今为止，国内外所有高土石坝砂石料的填筑标准一般皆由现场碾压试验定，缺乏相对密度的论证，这往往给坝体设计、施工与运用期的变形、稳定演算和预报工作带来很大的盲目性。其所以如此，一是因为目前一般试验室的设备规模小，难以测定诸如400～1000mm宽级配砂石料的最大密度;二是在理论研究上尚不充分，不能满足工程实践的需要。虽然碾压试验可以得出几条级配曲线料的填筑标准，这对于千变万化的级配组成，可谓是“牛一毛”，此‘填筑标准’很难反映多变的全部级配变化范围，其结果必然给工程质量评价及安全论证带来很大的盲目性，亦给工程带来无法弥补的安全隐患。本研究通过对工程前期的料场勘察、原位试验。测定填筑材料的级配范围、天然干密度，然后在实验室内对级配采用不同方法进行缩尺以满足现行规范(《土工试验规程》SL237-1999)‘相对密度试验’限定的最大粒径(＜100mm)的要求，测定并分析不同级配(即：不同含砾量、不同级配的最大粒径)与其对应的最小密度和最大密度相关性，找出其规律，并将其最大粒径延伸，推求特定大粒径(＞100mm)级配的最大密度、最小密度的计算公式，同时采用300余组次的现场实测数据对其进行对比验证。本方法可对采用宽级配大粒径粗粒土作为填筑材料的工程前期的初设、碾压试验和施工填筑期的质量控制、质量检测、工程质量评价提供科学的数据、标准和依据。如情况许可，该方法可结合实际工程进一步验证，以使该成果更为准确、操作应用更简便。提前合理准确的确定填筑标准，对设计单位来说可提早进行坝体的稳定分析计算、变形分析计算及坝体沉降计算等工程先期设计工作，使得设计依据更为可靠，大大缩短设计周期降低设计成本;对施工单位来说，可使碾压试验目标明确，试验组合组次大为减少，大大减低试验投资，再则，填筑压实质量控制标准明确避免了由于盲目性而使机械、能源、人力、物力、工期的浪费，质量控制明确、操作简便快捷，确保了填筑质量及工期。

关键词：宽级配粗粒土填筑标准确定方法工程应用

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宽级配砾质土压实性和渗透性研究

宽级配砾质土压实性和渗透性研究

作者：庞康北京交通大学

学位级别：硕士

宽级配砾质土具有成本低廉、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小、不易收缩开裂、防渗性能优异等优点,近年来已经展现出取代粘土、土工布等传统防渗材料的趋势。目前,宽级配土已经应用于土石坝心墙防渗、路基隔水层、垃圾填埋场封场覆... 详细信息

宽级配砾质土具有成本低廉、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小、不易收缩开裂、防渗性能优异等优点,近年来已经展现出取代粘土、土工布等传统防渗材料的趋势。目前,宽级配土已经应用于土石坝心墙防渗、路基隔水层、垃圾填埋场封场覆盖、河道的防渗层等工程实践中。国内外学者已经对砾质土进行了初步的研究,但有关砾质土压实特性和渗透特性的理论并不成熟,尚无法对宽级配土防渗层的可靠性、防渗能力做出准确的评判,一定程度的阻碍了砾质土防渗层的推广和应用。为挖掘宽级配土防渗层的防渗潜能,建立宽级配土防渗层的级配控制、压实、防渗设计标准,本文首先针对宽级配砾质土开展试验研究。在试验中,人工配置具有不同细粒含量的宽级配土,通过颗分试验、击实试验和渗透试验研究了宽级配土的压实和渗透特性,另外,本文还采用有限元数值模拟研究宽级配土用于土石坝心墙防渗、垃圾填埋场衬垫层中的可行性。基于试验和数值模拟结果,本文针对工程中的防渗需求,给出了相应的宽级配土设计标准。通过试验、理论和数值模拟研究,本文取得了以下主要的成果和结论：(1)由于细粒的附着效应,常规干筛法颗分试验误差很大,应采用湿筛法测量宽级配砾质土的级配;(2)基于大量的压实试验结果,通过理论分析和数值回归,给出了砾质土最优含水率的预测模型;(3)基于压实和渗透试验结果,给出了砾质土防渗层的级配控制标准(上下限);(4)对水泥改良砾质土和膨润土改良砾质土进行了渗透系数量测,给出了水泥和膨润土掺入量的建议值;(5)基于数值模拟结果,论证了砾质土可以用于垃圾填埋场衬垫层,并给出具体方案。本文的研究成果完善了砾质土压实特性和渗透特性的理论。本文给出的级配控制标准和最优含水率计算公式可以指导工程实践;水泥和膨润土改良砾质土能够进一步挖掘砾质土的防渗潜能,对于防渗规格要求较高的工程(例如垃圾填埋场的垫层),可以根据防渗要求选用外掺剂的种类和掺入量。

关键词：宽级配砾质土湿筛法压实性最优含水率防渗