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砾石土粗粒含量对高土石坝蓄水期渗流的影响

人民长江 2021年第6期52卷 141-147页

作者：常利营叶发明陈群河南工程学院安全工程学院河南郑州451191 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 四川大学水力学与山区河流保护国家重点试验室四川成都610065

针对心墙砾石土可能出现粗粒含量不满足规范要求的问题,为了研究砾石土粗粒含量对坝体渗流安全的影响,以两河口心墙堆石坝为典型案例,建立坝体典型横剖面有限元模型。通过对心墙单元随机抽样并赋值较大渗透系数的方法模拟心墙内局部砾... 详细信息

针对心墙砾石土可能出现粗粒含量不满足规范要求的问题,为了研究砾石土粗粒含量对坝体渗流安全的影响,以两河口心墙堆石坝为典型案例,建立坝体典型横剖面有限元模型。通过对心墙单元随机抽样并赋值较大渗透系数的方法模拟心墙内局部砾石土含量超标的情况,采用非饱和渗流理论对高土石坝蓄水期渗流进行数值模拟。结果表明:匀速蓄水工况下,无论砾石土粗粒含量是否超标,蓄水过程中心墙内最大渗透坡降都随蓄水速度的增加显著增大,对心墙渗透稳定不利;匀速蓄水过程中,砾石土粗粒含量超标时心墙内最大渗透坡降都比不超标时大,最大增幅约50%,但增大幅度与超标率和蓄水速度相关性不明显;采用合适的分期蓄水方案,即使心墙存在粗粒含量超标的情况,蓄水过程中心墙内坡降值都会明显降低,基本能够满足较短时间内完成水库蓄水并保证大坝渗流安全的工程需要,因此在实际工程设计中应合理设计蓄水方案。

关键词：砾石土粗粒含量渗流安全蓄水速度分期蓄水

振动频率和粗粒含量对粗粒土动力特性试验研究

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振动频率和粗粒含量对粗粒土动力特性试验研究

作者：冯伟强成都理工大学

学位级别：硕士

交通运输建设是区域发展的关键,西南山区修建公路产生大量的土石弃方,将弃方中的粗粒土用于公路路基填筑,可以节约成本和保护环境。公路路基作为传递交通荷载的关键结构,在交通运输呈现高速化、重载化、大流量化的趋势下,其长期服役性... 详细信息

交通运输建设是区域发展的关键,西南山区修建公路产生大量的土石弃方,将弃方中的粗粒土用于公路路基填筑,可以节约成本和保护环境。公路路基作为传递交通荷载的关键结构,在交通运输呈现高速化、重载化、大流量化的趋势下,其长期服役性能有着举足轻重的作用。影响公路路基性能的因素可分为内在因素和外在因素。内在因素为路基填料中母岩的岩性、路基填料的级配、粗粒含量和含水率等;外在因素为车辆类别、车辆载重及车辆速度等。本文针对丹巴县粗粒土,通过试验研究分析内在因素(粗粒含量)和外在因素(车辆载重、车辆速度)对公路路基长期使用性能的影响,为修建公路提供一定的理论依据和实际工程措施。本文利用GDS大型动静三轴试验仪,在多个动力条件下对粗粒土路基填料开展一系列不同粗粒含量(P含量)和不同荷载频率的动三轴试验,主要完成了以下工作:(1)根据原状粗粒土的基本特性,配比出在最优含水率条件下的不同P含量(60%、70%、80%)试验土料,分析试验土料的物理力学性能;利用GDS三轴试验系统,针对路基填料粗粒土开展静态大型三轴试验。试验表明:P=70%的粗粒填料的割线模量(E)、内摩擦角(φ)、粘聚力(C)达到最优,说明了此粗粒含量下路基填料静态力学性能最好。(2)对粗粒土进行常围压循环荷载试验,分析粗粒填料的长期动力特性,研究粗粒填料的应力应变曲线、滞回曲线、体应变、累积变形和回弹模量的发展规律。试验表明:土体体应变、累积变形随着循环次数增大而增大,但回弹模量基本不随循环次数的改变而改变;土体变形增长率先快速增加(500次循环内),然后逐渐减小并趋于稳定;在粗粒含量相同时,动应力或荷载频率的增大,轴向累积变形、回弹模量、体应变的增加;在动应力和频率相同时,P=70%路基填料的轴向累积变形、体应变都最小,说明该种粗粒含量的土体在长期动力作用下性能最优。(3)基于P=70%的路基填料累积变形试验数据,建立考虑荷载频率因素的累积变形预测模型(HCA模型)。通过验证改进后的HCA模型,发现该模型可以较好的预测道路在长期服役过程中的沉降变形。(4)利用GDS三轴试验系统中的动态围压模块,模拟公路路基受到的竖向和侧向交通荷载的共同作用,对P=70%的路基填料进行多个循环应力比、荷载频率的变围压(VCP)循环荷载试验。试验表明:随着循环应力比或荷载频率的增大,变围压下的轴向累积变形和回弹模量增大;在荷载频率和循环应力比相同的条件下,变围压(VCP)土体的累积变形和回弹模量都会大于常围压(CCP)。(5)基于安定性理论,分析本文试验数据、影响土体变形因素等,得到P=70%丹巴县粗粒土作为公路路基填料是安全的。

关键词：交通荷载粗粒含量振动频率累积变形沉降预测

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砾石土粗粒含量对其渗透和变形参数的影响

砾石土粗粒含量对其渗透和变形参数的影响

2018年西南5省、市、区第二次岩石力学与工程学术大会

作者：常利营叶发明陈群邵磊中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川大学水利水电学院水力学与山区河流保护国家重点试验室

本文对几个工程中砾石土坝料的相关试验资料进行了整理和分析,总结了砾石土粗粒含量对其渗透和变形参数的影响规律,得到如下一些结论:砾石土渗透特性与粗粒含量P5有一定的相关性,P5>30%时,随着粗粒含量的增加,砾石土渗透系数随之增大,... 详细信息

本文对几个工程中砾石土坝料的相关试验资料进行了整理和分析,总结了砾石土粗粒含量对其渗透和变形参数的影响规律,得到如下一些结论:砾石土渗透特性与粗粒含量P5有一定的相关性,P5>30%时,随着粗粒含量的增加,砾石土渗透系数随之增大,渗透破坏坡降有减小的趋势,粗粒含量在30%～50%范围内时砾石土的允许渗透坡降一般都大于3.5。砾石土压缩模量与粗粒含量P有较强的相关性,随着粗粒含量的增加,压缩模量

关键词：粗粒含量砾石土渗透系数压缩模量本构模型

来源： cnki会议评论

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岩堆体不同粗粒含量直剪强度特性实验研究

岩堆体不同粗粒含量直剪强度特性实验研究

泥质粉砂岩粒度分形特征及其与抗剪强度参数的关系

第九届全国工程地质大会

作者：阿颖刘江胡明鉴刘昌国中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室

由于岩堆体颗粒组成复杂,结构松散,稳定性较差,其破坏形式主要是由剪切破坏引起的边坡失稳。尤其是不同粗粒含量的岩堆体的强度和稳定性差异很大,对大型工程项目建设造成极大不利。为此,本文对宜巴高速公路三里花岩堆体进行了相同含水... 详细信息

由于岩堆体颗粒组成复杂,结构松散,稳定性较差,其破坏形式主要是由剪切破坏引起的边坡失稳。尤其是不同粗粒含量的岩堆体的强度和稳定性差异很大,对大型工程项目建设造成极大不利。为此,本文对宜巴高速公路三里花岩堆体进行了相同含水量和干密度、不同粗粒含量的大型直剪强度特性实验,结果表明:岩堆体除在低粗粒含量、高垂直压力下出现峰值强度以外,其余各粗粒含量、各垂直压力下剪应力均随着剪切位移的增加而增加,没有明显的剪应力峰值出现,位移应力曲线为典型的剪切硬化型;颗粒组成是决定岩堆体工程特性的主要因素,是不同岩堆体的共性;充填状态、密实程度和粗粒骨架作用对岩堆体咬合力和内摩擦角的充分发挥影响很大,岩堆体最佳的密实和咬合状态在粗粒含量(P)为30%～50%之间;天然状态下岩堆体强度应为咬合力10～15kPa、内摩擦角22°～26°。

关键词：岩堆体粗粒含量剪切破坏咬合力内摩擦角

来源： cnki会议评论

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河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 37-45页

作者：李东杜俊刘磊熊治茗昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 昆明学院建筑工程学院云南昆明650214 昆明理工大学公共安全与应急管理学院云南昆明650093

泥质粉砂岩堆石料剪切力学特性与分形特征的相关性研究对排土场边坡稳定性具有重要意义。目的为探究不同粗粒含量下泥质粉砂岩堆石料力学响应特性,并探讨其与分形维数的相关性,方法以不同粗粒含量堆石料为研究对象,开展室内直剪试验,分... 详细信息

泥质粉砂岩堆石料剪切力学特性与分形特征的相关性研究对排土场边坡稳定性具有重要意义。目的为探究不同粗粒含量下泥质粉砂岩堆石料力学响应特性,并探讨其与分形维数的相关性,方法以不同粗粒含量堆石料为研究对象,开展室内直剪试验,分析土体在不同粗粒含量下抗剪强度参数与分形维数之间的相关性并揭示其力学响应机理。结果结果表明:泥质粉砂岩堆石料抗剪强度受粗粒含量影响显著,相同垂直压力下堆石料抗剪强度随粗粒含量增加而增大,以垂直压力2000 kPa为例,粗粒含量由20%增加到80%,其抗剪强度增幅19.66%。抗剪强度参数与粗粒含量密切相关,随着粗粒含量增加,黏聚力减小,内摩擦角增大,内摩擦角受粗粒含量影响更显著。分形维数随着粗粒含量增大呈减小趋势,它可表征堆石料颗粒级配组成及不均匀特征,当分形维数为1.887~2.631时,表明堆石料为级配良好的土体。分形维数与粗粒含量和抗剪强度参数之间存在相关性,分形维数与黏聚力呈正相关,与粗粒含量和内摩擦角均呈负相关。结论粗粒含量对泥质粉砂岩堆石料的力学性质影响显著,同时分形维数可作为评价堆石料级配和不均匀特征的重要参数。

关键词：泥质粉砂岩粗粒含量直剪试验剪切特性粒度分形

川藏线季节性粗颗粒冻土抗剪强度特性试验研究

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铁道学报 2018年第3期40卷 107-111页

作者：朱磊谢强任新红文江泉西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031 西南交通大学利兹学院四川成都610031

拟建川藏铁路穿越大量的高寒山区坡洪积粗颗粒土区域,目前对于这类季节性粗颗粒冻土的抗剪强度特性研究不多。通过川藏线季节性粗颗粒冻土在不同影响因素作用下进行的直剪正交试验,研究其抗剪强度参数的变化规律,其中重点讨论冻融作用... 详细信息

拟建川藏铁路穿越大量的高寒山区坡洪积粗颗粒土区域,目前对于这类季节性粗颗粒冻土的抗剪强度特性研究不多。通过川藏线季节性粗颗粒冻土在不同影响因素作用下进行的直剪正交试验,研究其抗剪强度参数的变化规律,其中重点讨论冻融作用、粗粒含量、温度、含水率及不同冻结状态下土体的抗剪强度变化规律。试验结果表明:经过6次冻融循环作用,粗颗粒冻土融化后的力学性质基本稳定。冻融作用对土体抗剪强度影响的变化规律与土体的最优含水率有关。当冻结温度为-15℃时,粗颗粒冻土的抗剪强度变化基本趋于稳定。在其他条件相同的情况下,冻土颗粒越粗,负温对土体的抗剪强度影响越小。在非冻结状态下,土体抗剪强度随含水率的增加而降低。在冻结状态下,随含水率的增加,土体的黏聚力增加,摩擦角减小。

关键词：冻融粗粒含量季节性粗颗粒冻土抗剪强度

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粗粒土压实特性及颗粒破碎分形特征试验研究

岩土力学 2013年第S1期34卷 155-161页

作者：杜俊侯克鹏梁维彭国诚昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

对多个级配不同含水率的粗粒土进行击实试验,研究粗粒土的压实特性和颗粒破碎分形特征。结果表明,粗粒土最大干密度随级配中粗粒含量的增大而增大,当粗粒含量P5=70%时,最大干密度出现最大值;当P5>70%时,最大干密度又随粗粒含量的增大而... 详细信息

对多个级配不同含水率的粗粒土进行击实试验,研究粗粒土的压实特性和颗粒破碎分形特征。结果表明,粗粒土最大干密度随级配中粗粒含量的增大而增大,当粗粒含量P5=70%时,最大干密度出现最大值;当P5>70%时,最大干密度又随粗粒含量的增大而减小,粗粒土击实破碎后的粒径分布具有良好的分形特性,破碎分形维数为2.2790~2.8922,均大于击实前粗粒土粒度分形维数;相同级配条件下,粗粒土破碎分形维数随含水率的增大而增大,且粗粒含量P5>50%时,增幅显著;粗粒土破碎分形维数D与破碎率Bg存在良好的线性关系,且击实前后粗粒土粒度分形维数差值能客观表征颗粒破碎的程度;粗粒含量和含水率是影响颗粒破碎率的两个重要因素,但相对于含水率而言,粗粒含量对破碎率的影响更加显著。

关键词：粗粒土击实试验含水率粗粒含量分形颗粒破碎

大隆水利枢纽土石坝石渣料现场生产性碾压试验

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水利水电技术 2005年第12期36卷 33-36页

作者：雷敬伟中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司湖北宜昌443002

通过对下游坝体填筑石渣料的两个料源进行生产性碾压试验,了解分析其压实特性,核实设计填筑标准的合理性,推荐达到填筑标准的经济合理的压实方法、机械类型、施工参数等。

关键词：碾压试验干密度颗粒级配粗粒含量相对密度大隆土石坝

高速铁路路基粗粒土B组填料剪胀特性的大型三轴试验研究

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铁道科学与工程学报 2015年第4期12卷 731-736页

作者：王启云张家生邓国栋孟飞吴波福建工程学院土木工程学院福建福州350108 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

采用大型三轴试验剪切仪，对高速铁路路基粗粒土 B 组填料的剪胀特性进行试验研究。结果表明：围压和粗粒含量对粗粒土 B 组填料的剪胀性有显著影响，整体表现为粗粒含量低或围压高时剪缩，粗粒含量高且围压低时先剪缩后剪胀；当围压小... 详细信息

采用大型三轴试验剪切仪，对高速铁路路基粗粒土 B 组填料的剪胀特性进行试验研究。结果表明：围压和粗粒含量对粗粒土 B 组填料的剪胀性有显著影响，整体表现为粗粒含量低或围压高时剪缩，粗粒含量高且围压低时先剪缩后剪胀；当围压小于200 kPa，粗粒含量大于49．31％时，粗粒土 B 组填料存在明显的剪胀趋势，且围压越低、粗粒含量越高，剪胀时轴向应变越小。验证了轴向应变ε21与侧向应变ε3的二次函数对粗粒土 B 组填料的适应性，并在此基础上根据试验结果建立粗粒土 B 组填料关于粗粒含量、围压的剪胀判据方程。ROWE 剪胀方程能很好地反映粗粒土 B 组填料剪胀特性，参数K 可取7～12。

关键词：粗粒土B组填料大型三轴试验剪胀特性粗粒含量