土石坝浇筑式沥青混凝土心墙设计与施工技术研究

土石坝浇筑式沥青混凝土心墙设计与施工技术研究

韩林安[1]2008年在《寒冷地区浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工关键技术研究》文中认为沥青混凝土防渗体具有结构简单、工程量小、施工速度快、防渗性能安全可靠等优点。所以,沥青混凝土在水利工程中的应用越来越被重视。新疆喀腊塑克水利枢纽工程上、下游围堰沥青防渗心墙在冬季施工。上、下游围堰设计采用浇筑式沥青混凝土心墙堆石围堰。依据相关规定,对原材料的选择、配合比设计、试验和施工中的各个环节进行了科学的研究。从工程的实际出发,分析了施工当中关键技术,为保证心墙质量提供了科学的依据。沥青混凝土的温度控制是工程的关键。本工程通过自行研制的双层沥青加热锅,其容量以适宜当天施工使用量为宜,简化了施工设备,降低了施工成本,更重要的是通过加热导热油,使导热油在锅体内循环来加热沥青,通过控制导热油的温度来控制沥青的温度。针对具体的施工环境,正式施工前进行了工艺性试验。对施工当中的各个环节进行分析研究。对沥青混合料的拌制、运输等环节进行了认真的分析,对存在的问题及早制定有针对性的解决方案。沥青混凝土施工工艺根据实际情况制定了两套工艺。通过实际施工效果进行检验,第二套施工艺能够避免了温度与拆模之间的矛盾,使各个工序实现流水化作业,能够连续、快速施工,可以满足总体施工强度和进度要求。并且,工序简便易行,施工成本优势明显。施工过程的取芯试验是对沥青心墙质量最直接的也是最真实的检测方法。根据相关规定,对心墙进行了取芯试验,通过对心墙的芯样进行分析,客观真实的评价心墙的施工质量。

崔金铁[2]2002年在《土石坝浇筑式沥青混凝土心墙设计与施工技术研究》文中研究表明本文结合尼尔基水利枢纽工程的浇筑式沥青混凝土心墙土石坝的设计,对浇筑式沥青混凝土心墙的结构型式和施工技术进行优化研究,主要研究内容归纳如下: 目前我国在浇筑式沥青混凝土心墙土石坝设计中,心墙的型式多采用主、副墙结构,即主墙为沥青混凝土,副墙为沥青砂浆砌体。该种心墙的结构型式,由于副墙与主墙、副墙与上下游侧过渡料的变形模量发生突变,不利于应力的传递,造成主应力差值偏大。因此通过对过渡层与心墙应力状态分析,研究取消副墙,主墙与过渡料直接接触,来改善应力条件。 另外通过对以往工程的施工经验,由于副墙的存在制约了沥青混凝土采用高效的机械化施工条件,影响了工程的施工进度。因此从施工技术方面考虑取消副墙也是非常必要的。并提出了对取消副墙后,如何解决没有副墙砌体,沥青混凝土主墙的施工技术问题。 本论文中对浇筑式沥青混凝土心墙和过渡层的厚度选择,心墙与坝基、混凝土建筑物的连接也做了分析、研究,提出了心墙与不同坝基和不同混凝土建筑物相适宜的连接型式和应注意的问题。同时对沥青混凝土心墙的施工质量控制、施工导流特点等做了简单的分析和论述。

谷宏亮[3]2005年在《沥青混凝土心墙堆石坝叁维数值分析》文中研究说明碾压式沥青混凝土心墙防渗土石坝工程的大量建设使得水工沥青混凝土试验性能、施工特性及其力学模型的研究显得十分迫切。对于深厚覆盖层上的沥青混凝土心墙堆石坝,坝体与沥青混凝土心墙的应力变形较为复杂,坝基混凝土防渗墙在施工期和蓄水期的应力应变也较为复杂。为了解心墙内应力大小如何、沥青混凝土心墙是否会发生水力劈裂以及防渗墙内应力是否会超过其强度等,本文在广泛探讨沥青混凝土工程性能的基础上,运用。TSDA叁维非线性有限元计算程序结合Gid7. 2(personal preand postprocessor)数值建模手段,对大渡河龙头石大坝进行了仿真计算。主要工作如下:1. 系统介绍了水工沥青混凝土防渗技术历史进程。对沥青混凝土在未来高土石坝防渗建设中的应用进行了预测。2. 详细分析了沥青混凝土的各种试验方法、试验成果及其力学模型研究相关进展。3. 以工程实例的形式,对Gid7. 2开发应用过程及数据接口技术进行了研究。4. 对有限元建模过程中单元网格尺寸效应对最终计算成果的规律性影响作了定性分析。对大坝稳定计算和模型参数的选取进行了认真的研究和探讨。5. 基于叁维有限元数值分析理论,实现了自编程序与专业后处理软件(Gid7. 2) 的有效结合。6. 以试验室所得沥青混凝土邓肯-张E-v模型参数为基数,结合某坝现场沥青混凝土心墙取样叁轴试验成果,作了参数敏感性分析。7. 以大渡河龙头石大坝整体、心墙及地基防渗墙的安全稳定分析为研究内容,成功运用叁维分析技术对深厚覆盖层上的沥青混凝土心墙堆石坝进行了有限元仿真分析,实现了可视化建模及成果分析的Gid处理技术。

余林[4]2016年在《浇筑式、碾压式与组合式沥青混凝土心墙特性研究》文中认为采用沥青混凝土心墙作为当地材料坝的防渗体系经过一系列的世界范围内建设发展,成为很有应用前景的一种坝型。它具有一定的强度、良好的适应变形能力、低的透水性、抗冲蚀能力和抗老化能力,且可以在任何恶劣环境下和任何海拔高度使用。大量工程实践均表明此种坝型具有很好的易施工性及稳定性,可以广泛的应用,但到目前为止,每一个工程都要花费大量时间进行配合比试验,其大坝设计评价及建设也是经验性的,因而限制了该坝型的发展。通过采用有限元软件研究不同施工方式组成的沥青混凝土心墙其应力应变规律,对于以后工程设计具有重要意义。本文主要结论如下:1.总结了国内外的浇筑式及碾压式沥青混凝土的物理力学工程特性,实践证明应用这些指标的工程性状良好,则当工程规模较小的时候,可不做配合比试验,直接选用类似工程的指标用于工程建设,减少时间和造价。2.通过数值模拟,对比研究浇筑式和碾压式沥青混凝土,对心墙的应力应变特性影响;同时研究了坝壳料与心墙之间的相互作用对其应力应变性状的影响。结果表明:当坝壳填筑料相同,而心墙分别采用不同施工方式的浇筑式或碾压式沥青混凝土时,大坝及心墙的应力应变性态基本相同;当采用不同坝壳材料,而相同的心墙沥青混凝土材料时,大坝的应力应变性态差异较大,明显的受控于坝壳料性状。这表明沥青混凝土心墙并不是受力构件,仅仅只为防渗体,采用何种类型沥青混凝土均不影响心墙的应力应变状态。也证明采用浇筑式的心墙和碾压式相同,均可修建高沥青混凝土心墙坝。3.通过有限元分析对沥青混凝土心墙与过渡层相互作用的研究,明确了过渡层的结构尺度和材料性能对心墙应力应变性状的影响,结果表明:不论是单层还是双层过渡层,其性质和几何尺度对沥青混凝土心墙性态影响不大,因而可以简化过渡层结构,为过渡层设计提供了定量的设计依据。4.提出组合式沥青混凝土心墙坝的设计方案,并通过有限元分析,对比其与浇筑式及碾压式沥青混凝土心墙坝的应力应变特性同异,证明组合式心墙方案是可行的,不失为一种性能安全可靠、满足快速施工的经济坝型。

廖铁勇[5]2012年在《土石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工质量控制初探》文中研究表明文章介绍了土石坝浇筑式沥青混凝土心墙的特点,对施工过程进行了简要介绍,明确了心墙施工质量控制关键点和质量问题处理的方法,总结了施工过程中应注意的问题,对类似工程施工质量控制有一定的借鉴作用。

王为标, 申继红[6]2002年在《中国土石坝沥青混凝土心墙简述》文中研究表明介绍了土石坝浇筑式和碾压式沥青混凝土心墙在中国的发展和经验 ,并对沥青混凝土心墙的设计、施工和运行效果进行了描述。随着人们对土石坝沥青混凝土心墙认识的提高和工程应用的推广 ,建议进行深入的科学研究和总结积累工程施工经验 ,修订和完善土石坝沥青混凝土心墙的设计、施工和质量检测规程和规范 ,推动土石坝沥青混凝土心墙施工的健康发展

童斯达[7]2017年在《骨料排列导向工艺对沥青混凝土压实效率及性能的影响研究》文中研究指明本文利用新研制的设备,探索了一种从传统碾压式沥青混凝土心墙施工中改进而来的新沥青心墙施工工艺——骨料排列导向工艺在室内条件下的可行性,为日后将此工艺运用于实际工程中打下基础。沥青混凝土中所用的骨料为不规则的多边形,其力学性能具有各向异性,而在沥责心墙的施工中,这些不规则的骨料被随机排列,本文所研究的导向工艺正是利用这一特性,通过在传统施工的摊铺与碾压过程之间增加一个导向过程,对自然排列的骨料进行导向,使其排列的更加具有规律性,从而使沥青混凝土更易被压实,随之减少碾压次数。最终达到提高沥青混凝土心墙的施工效率,节约施工能耗的目的。具体研究内容及结论如下:1.通过试验探究了导向工艺是否能提高沥青混凝土的室内成型效率,试验结果显示,经过一次导向和两遍击实所成型的沥青混凝土,其孔隙率就已经达到了1.99%,满足规范所要求的≤3%规定,而没有经过导向的沥青混凝土在经过四遍击实后,其孔隙率才达到2.63%。这说明导向工艺确实能在一定程度上提高沥青混凝土的成型效率。2.从直接观察和CT扫描两个角度探究了导向工艺是否会对沥青混凝土试件中的骨料排列产生影响.通过试验,直接观察和CT扫描两个角度所得到的试验结论基本一致;导向工艺会对沥青混凝土中的骨料排列产生影响,具体表现为刀片所经过的痕迹由粒径较小的骨料与填料组成,而在痕迹两侧多为粒径较大的骨料,且这些骨料都顺着刀片行进的方向排列。3.通过小梁弯曲试验、剪切试始、斜坡流消试验、劈裂试验四种性能试验探究了导向工艺是否会对沥青混凝土的力学性能产生影响,并得出结论:导向工艺所导致的骨料排列不会对沥青混凝土的弯曲性能及劈裂性能产生明显影响;当没有法向压力时,导向工艺会对沥青混凝土的剪切变形能力产生小幅的不良影响,而当存在法向压力时,这种不良影响消失;导向工艺会对沥青混凝土的斜坡流淌性能产生一定影响,且这种影响会随着导向面与斜坡的方向关系的改变而改变。

李茂昌[8]1994年在《堆石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙设计》文中认为沥青混凝土做为新型防渗材料应用于土石坝工程具有优于其他防渗材料的性能。本文就浇筑式防渗心墙的设计、试验和施工中的诸项技术问题做了较详细的叙述,对中小土石坝的设计、施工有一定参考价值。

王建祥[9]2014年在《浇筑式沥青混凝土动本构特性试验及数值分析研究》文中认为浇筑式沥青混凝土心墙坝具有施工方便快捷以及严寒条件下亦可施工等优点,应用越来越广。但我国是一个多地震的国家,地震活动分布范围较广,地震震源较浅,破坏力较大。那么,在地震频发的地区建设浇筑式沥青混凝土心墙坝,其抗震性状究竟如何,是目前急需解决的问题。本文采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法。首先,从材料层面研究了浇筑式沥青混凝土材料的动本构特性;其次,从结构层面对浇筑式沥青混凝土心墙坝进行了静动力计算分析和抗震安全评价,探讨了不同厚度的覆盖层对心墙坝动力响应的影响规律;最后,在此基础上,对浇筑式沥青混凝土的静动力本构模型参数进行了敏感性分析。主要研究内容如下:(1)浇筑式沥青混凝土的动本构特性试验研究。选用新疆某浇筑式沥青混凝土材料,进行动本构特性试验。研究浇筑式沥青混凝土材料的动应力-应变、动弹性模量和阻尼比的变化规律;在沥青用量为9.0%和11.0%的条件下,分别探讨不同围压、主应力比和频率对浇筑式沥青混凝土材料的动应力-应变、动弹性模量和阻尼比的影响。研究结果表明:浇筑式沥青混凝土材料动应力-应变骨干曲线变化基本符合双曲线规律;围压和主应力比对材料的动强度、动模量和阻尼比的影响较大,而频率影响较小;沥青用量由9.0%增加到11.0%时,动弹性模量降低幅度达到20%左右。(2)Hardin-Drnevich模型的改进及动力计算程序的编制。根据试验成果,对最大动模量计算公式用于沥青混凝土时进行了改进,运用改进的公式计算值与试验值进行了对比验证。在此基础上,对Hardin-Drnevich模型进行了改进。以有限元软件ADINA为基础,基于改进的Hardin-Drnevich模型,编制了土石坝地震动力计算程序。在此程序的基础上,采用沈珠江残余变形增量模型,编制了土石坝永久变形计算程序,并用算例验证程序计算结果的正确性和适用性。(3)浇筑式沥青混凝土心墙坝动力计算及抗震安全评价。利用ADINA软件和编写的动力计算程序,针对坝高66m的新疆某浇筑式沥青混凝土心墙坝分别进行静动力有限元计算分析;研究了浇筑式沥青混凝土心墙坝的静动力工作性状及变化规律,并对该心墙坝进行抗震安全评价;在此基础上,探讨不同厚度的覆盖层对心墙的影响规律。研究结果表明:1)坝体和心墙绝对加速度及位移的最大值分布规律均表现为从坝基到坝顶逐步增大,在坝顶的附近达到极大值;当心墙沥青用量由9%增大到11%时,心墙的绝对加速度有明显减小。2)浇筑式沥青混凝土心墙坝顶中部及附近永久变形最为明显;心墙竖向永久变形发生在心墙顶的中部附近,最大变形为16.8cm,约占坝高的0.25%;当沥青用量增大到11%时,心墙最大竖向永久变形增大到18.7cm;沥青心墙在地震中的竖向沉陷大于顺河向和横河向的变形,地震变形主要表现为震陷。心墙在两岸坝肩顶部存在低压应力区,该部位是地震灾害工程中容易发生开裂的部位;过渡料层有潜在发生液化的可能性,但主要区域集中在上游过渡料层的顶部,因此基本不会对心墙坝带来危害。3)覆盖层厚度对心墙的绝对加速度和动位移影响较大,对心墙的动应力影响较小。(4)浇筑式沥青混凝土本构模型参数敏感性分析。以新疆某浇筑式沥青混凝土心墙坝为研究对象,分别采用单因素和多因素分析方法,对浇筑式沥青混凝土静动力本构模型参数进行敏感性分析。在多因素分析方法中,分别采用了极差和方差分析方法对考察指标进行了分析,详细探讨浇筑式沥青混凝土本构模型参数对心墙静动力仿真计算结果的敏感性。根据静动力本构模型参数的敏感性分析可知,针对不同的试验指标,参数对试验指标的敏感性会有一定的差异。因此,要根据具体要求选择重要的试验指标,以关键试验指标的参数敏感性为基础,同时兼顾参数对其他试验指标的敏感性进行综合分析研究。

余林[10]2018年在《寒冷地区沥青混凝土心墙坝研究现状分析》文中进行了进一步梳理国内外的沥青混凝土心墙坝迅速建设,其具有诸多优点,成为了重要的坝型之一。但是到目前为止,沥青混凝土心墙坝在设计与建设方面都是凭经验,大坝的设计评价指标完善、沥青混凝土配合比设计及试验优化降低工程造价、数值模拟本构模型的正确选取、坝体分区之间的相互作用、高坝的建设都是亟待研究的课题,为以后工程建设提供一定的理论基础,具有很好的应用前景。

参考文献:

[1]. 寒冷地区浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工关键技术研究[D]. 韩林安. 西安理工大学. 2008

[2]. 土石坝浇筑式沥青混凝土心墙设计与施工技术研究[D]. 崔金铁. 大连理工大学. 2002

[3]. 沥青混凝土心墙堆石坝叁维数值分析[D]. 谷宏亮. 河海大学. 2005

[4]. 浇筑式、碾压式与组合式沥青混凝土心墙特性研究[D]. 余林. 新疆农业大学. 2016

[5]. 土石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙施工质量控制初探[J]. 廖铁勇. 湖南水利水电. 2012

[6]. 中国土石坝沥青混凝土心墙简述[J]. 王为标, 申继红. 石油沥青. 2002

[7]. 骨料排列导向工艺对沥青混凝土压实效率及性能的影响研究[D]. 童斯达. 西安理工大学. 2017

[8]. 堆石坝浇筑式沥青混凝土防渗心墙设计[J]. 李茂昌. 东北水利水电. 1994

[9]. 浇筑式沥青混凝土动本构特性试验及数值分析研究[D]. 王建祥. 新疆农业大学. 2014

[10]. 寒冷地区沥青混凝土心墙坝研究现状分析[J]. 余林. 水利规划与设计. 2018

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