硗碛水电站大坝碎石土防渗料工程特性及土料设计

硗碛水电站大坝高123 m，采用宽级配碎石土作为高土石坝心墙防渗料。对全料场进行了大量的室内工程特性试验研究以论证使用该材料的可行性，提出了设计及施工控制标准；选用代表性土料通过现场碾压试验验证该控制标准的合理性；对坝体、坝基进行了整体三维应力应变和渗流计算，分析了各种材料控制标准的合理性和共同作用下大坝的安全性；详实论述了防渗料工程特性研究方法、过程、成果，提出了心墙防渗料设计及施工控制标准。     

土石坝心墙材料分区优化设计

针对某土石坝工程,考虑对心墙进行分区且各分区采用相同或不同掺砾量的砾质土,对土石坝进行了三维有限元应力应变计算,并对土石坝心墙的土料选用及心墙分区方案进行了优化设计研究.结果表明,土石坝心墙上部应力水平较低,对坝料变形指标和力学指标要求不高,可采用天然黏性土或掺砾较少的砾质土,而其下部采用掺砾量较高的宽级配砾质土,这样,既可以满足坝体应力变形要求,保证心墙抗水力劈裂性能,也可以节省工程造价.     

高分子吸水树脂对无机结合料固化土工程性质的影响

针对传统无机结合料固化土普遍存在的耐久性及干缩性差的问题,在无机结合料加固淤泥质黏土的基础上添加高分子吸水树脂(SAP)材料,通过无侧限抗压强度试验、击实试验、干湿循环试验、干缩变形试验与XRD测试,分析了SAP材料对无机结合料固化土工程性质的影响及其作用机理。结果表明：掺入SAP材料不仅可以提高无机结合料固化土的无侧限抗压强度,还能显著改善无机结合料固化土的压实性、耐久性与干缩性能;SAP材料主要依靠填充作用改善无机结合料固化土的工程性质。     

浅谈沥青混凝土防渗心墙的振捣施工

振捣式沥青混凝土它作为土石坝的防渗体,是一种全新的沥青混凝土结构型式,具有结构简单、施工方便、防渗性能安全可靠等优点,广泛适用于大、中、小型水利水电工程的土石坝建设。它既可以像浇筑式沥青混凝土防渗心墙那样砌墙、立模或滑模浇注、振捣密实,也可以像碾压式沥青混凝土那样采用机械化程度较高的铺料机械铺注、振捣密实,而且施工时还不受环境气温条件的影响,在水利工程中具有广泛的推广价值。     

高速公路全风化花岗岩路基改良试验研究

以浏醴高速公路沿线全风化花岗岩原状土为基础,对沿线全风化花岗岩路基填料进行工程性质评价。向该路基填料参入不同比例的水泥、石灰改良剂,进行界限含水率、击实特性和无侧限抗压强度试验,并结合工程经济,分析两种改良剂的改良情况,为相关路基施工提供合理的工程建议。     

中小型土石坝坝基防渗灌浆问题初探

中小型土石坝坝基防渗灌浆是较为隐蔽的工作，虽然有理论支撑但尚未达到纯理论的高度来进行定量分析，有些标准仍需依据现场试验并结合工程实际情况来确定，本文针对中小型土石坝坝基防渗灌浆中碰到的坝基砂砾石层可灌性问题、灌浆的材料问题、灌浆段的长度问题、灌浆帷幕的防渗问题、充填式灌浆耐久性问题等进行分析，并提出建议采取的标准。     

防渗土料物理化学性质及分散性试验研究

为了解青海拟建的班多土石坝防渗心墙土料的分散性原因,通过碎块、双比重计、针孔、孔隙水可溶盐及交换性钠百分比等五种方法的土料分散性试验和化学试验,对土料进行了分散性鉴定.试验和分析结果表明,土样中的粘土矿物主要以伊利石为主,蒙脱石含量较少;伊利土中含有大量的钠离子,使得伊利土象钠蒙脱土一样具有强分散性;pH值较高,使得土壤颗粒之间的净势能表现为斥力,这也促使土样土样产生分散性.土样中大量钠离子的存在及其pH值较高,使土样产生分散性的最主要的原因.     

白沟河左堤治理工程黏性土料质量评价

在白沟河左堤治理工程中,需采用黏性土进行防渗处理。通过对苏各庄北土料场土料试验参数指标与规程要求技术指标的对比,对所取土料质量给予了综合评价。     

纵向增强体土石坝设计理论在方田坝水库中的应用

基于工程实践,提出一种新坝型——纵向增强体土石坝。该坝型以常规土石坝为依托,在其内部建造集防渗与受力为一体的混凝土刚性结构体(纵向增强体),使其成为"刚柔相济"的坝工结构。在进行变形分析计算时,理论上将此纵向增强体作为竖向固端梁,考虑其承受上、下游水荷载与坝体堆石的作用力,特别是堆石沉降引起的纵向增强体表层的下拉荷载作用,同时考虑到纵向增强体在坝体中分割了上、下游坝壳料连续的应力应变关系,在各种工况下的力学表现更接近于挡土墙作用。根据提出的"纵向增强体土石坝"设计计算方法,结合工程实践,重点介绍纵向增强体土石坝在四川通江方田坝水库设计中的应用。     

粉煤灰水泥稳定碎石土基层的试验研究与应用

为揭示粉煤灰水泥稳定碎石土基层性能,提高其在道路工程中的高效应用,采用粉煤灰水泥稳定碎石土替代水泥稳定碎石作为路面基层材料用于宁东能源化工基地1号综合渣场土石坝坝顶施工。通过对8组不同配比下粉煤灰水泥稳定碎石土的无侧限抗压强度试验研究,得出粉煤灰水泥稳定碎石土强度可满足1号综合渣场土石坝坝顶路面基层强度要求;根据研究试验分析确定的配合比在渣场土石坝进行了基层试验段的铺设,采样测试粉煤灰水泥稳定碎石土基层的7d无侧限抗压强度为4.8MPa,满足强度设计要求,适用于道路基层铺装工程。为粉煤灰的循环利用提供了新思路。     

铁精砂相似材料力学性质试验研究

依托于某工程项目,以隐晶质玄武岩为模拟原型,选择相似材料最优配比,以便后续物理模拟等研究工作。相似材料由石英砂,重晶石粉、铁精粉和松香酒精溶液混合后击实而成,该材料具有高重度、低强度的特征。从材料选择、模具设计、试样制备、室内力学试验等方面开展了综合性模型相似材料的试验研究,最终获得满足试验要求的材料组成及配比。经试验研究发现,通过改变配比,可以调整相似材料的抗压强度及抗剪强度参数,从而为以后的相似材料研究提供可以参考和借鉴的依据。     

Spectral evidence for weathered basalt as an alternative to andesite in the northern lowlands of Mars

Mineral abundances derived from the analysis of remotely sensed thermal emission data from Mars have been interpreted to indicate that the surface is composed of basalt (Surface Type 1) and andesite (Surface Type 2). The global distribution of these rock types is divided roughly along the planetary dichotomy which separates ancient, heavily cratered crust in the southern hemisphere (basalt) from younger lowland plains in the north (andesite). But the existence of such a large volume of andesite is difficult to reconcile with our present understanding of the geological evolution of Mars. Here we reinterpret martian surface rock lithologies using mineral abundances from previous work and new mineralogies derived from a spectral end-member set representing minerals common in unaltered and low-temperature aqueously altered basalts. Our results continue to indicate the dominance of unaltered basalt in the southern highlands, but reveal that the northern lowlands can be interpreted as weathered basalt as an alternative to andesite. The coincidence between locations of such altered basalt and a suggested northern ocean basin implies that lowland plains material may be composed of basalts weathered under submarine conditions or weathered basaltic sediments transported into this depocentre.     

泥岩地基及嵌岩灌注桩的承载特性试验

红土崖组(KwH)泥岩是一种分布于青岛地区的白垩系王氏群泥岩,是一种非典型的黏土岩,其透水性弱,具有一定的膨胀特性。为研究泥岩的物理力学性质、变形特性及嵌入泥岩中灌注桩的承载特性,以红土崖组(KwH)泥岩为试验对象,在青岛某地区开展了泥岩常规物理力学试验、泥岩地基及泥岩地基中嵌岩灌注桩的静载荷试验。试验结果表明,红土崖组(KwH)泥岩含砂,吸水膨胀率较小,是一种非膨胀性岩;全风化及强风化泥岩地基的P-s曲线基本呈缓变型;而中风化泥岩地基在破坏时发生了压裂及隆起,P-s曲线呈陡降型,而且变异性较大。该场地泥岩地基中灌注桩分别加载至10800 kN、12960 kN,试桩均未发生破坏,嵌岩灌注桩的桩侧摩阻力和桩端阻力均未充分发挥;中风化泥岩的承载力较高,可作为桩基理想的持力层;泥岩具有初始损伤特性,且随着应力水平的提高其损伤逐渐加剧。研究成果对青岛地区泥岩地基中的工程建设具有参考价值。     

玄武岩纤维粉煤灰橡胶混凝土力学性能试验研究

对玄武岩纤维橡胶混凝土设计了正交试验,对其力学性能进行测试并与普通混凝土对比,分析橡胶颗粒取代率、玄武岩纤维和粉煤灰掺量对混凝土28 d抗压、劈裂抗拉和抗折强度的影响。结果表明:橡胶颗粒取代率5%,玄武岩纤维掺量4 kg/m~3,粉煤灰掺量15%时,混凝土各项性能最佳。随橡胶颗粒取代率增加,混凝土抗压强度显著降低;而掺入玄武岩纤维使抗拉和抗折强度有较大幅度提升;最后从玄武岩纤维对混凝土类材料增韧阻裂机制进行了讨论。     

重塑红棕色玄武岩残积土抗剪强度特性试验研究

红棕色玄武岩残积土属于强风化土,为了解其抗剪强度变化规律,对不同干密度、不同含水率的土样进行不固结不排水剪与固结不排水剪试验。试验结果表明:当含水率一定时,随着干密度的增加,土的抗剪强度增加;干密度一定时,随着含水率的增加,土的抗剪强度、黏聚力与内摩擦角均减小;经过固结后,土样的含水率较低时,主要通过提高黏聚力来提高抗剪强度;含水率较高时,则主要通过提高内摩擦角来提高抗剪强度。各条件下的试验所得抗剪强度指标可为工程设计提供参考。     

高石粉含量下C80混凝土力学性能数值模拟研究

为研究石粉含量和纤维掺量对C80混凝土基本力学性能（包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量）的影响,本文结合Digimat和Abaqus建立2D随机骨料模型、3D纤维混凝土细观模型。将不同石粉含量、纤维掺量下混凝土的数值模拟与同等条件下基本力学试验结果进行对比分析：2D随机骨料模型中过高（石粉含量大于5%时称为高石粉含量）的石粉含量会降低混凝土的整体力学性能,石粉含量越低模拟值与试验值越接近,当石粉含量为5%时混凝土的整体力学性能达到最佳。3D纤维混凝土细观模型中不同纤维类型对高石粉含量混凝土的强度有不同影响,与玄武岩纤维相比,铜镀纤维的掺入对高石粉含量下混凝土力学性能的增幅更明显。铜镀纤维体积分数为4%和6%时均能提高混凝土力学性能,当体积分数为6%时,混凝土数值模拟与试验结果误差小于7.1%且力学性能达到最优;玄武岩纤维混凝土的抗压性能随纤维体积率的增加而降低,当纤维体积率为1 kg/m3时数值模拟结果与试验结果误差范围在0.4%-8.7%,但对混凝土整体力学性能的提升较小。     

风化条件下高水材料强度劣化试验研究

近年来高水材料广泛用于煤矿巷旁充填、注浆加固和堵孔阻漏等工程领域,但易风化仍然是高水材料固有缺陷。为探究高水充填材料风化后的物理力学性质及风化机理,通过ETM力学试验系统对不同风化天数的高水材料进行研究。结果表明：高水材料风化主要是由于空气中的二氧化碳与钙矾石晶体发生反应,且随着风化天数的增加,自由水的流失与钙矾石晶体的逐渐解体会降低材料密实度,间接加速二氧化碳与钙矾石的反应,因此高水材料失水速率与劣化度随着风化天数增加而增大,且呈上升趋势;风化后的高水材料由表及里会形成风化层-过渡层-未风化层结构,风化层呈粉末状,受压即会破坏脱落,几乎不具备承载能力,但过渡层和未风化层仍然具备一定的承载能力;未风化的试件受压过程中会有水分溢出,风化后的试件无水分溢出。未风化的试件破坏形式属于劈裂破坏,风化后的试件破坏则都是在端部出现剪切破坏,剪切带周围会出现许多微裂隙。可见高水充填材料耐久性与其所处环境湿度密切相关。     

冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响

为了研究冻融循环作用下土的性质对纤维水泥土力学性质的影响,以玄武岩纤维和水泥为加固材料,选取两种不同类型土体制作成试件进行无侧限抗压强度试验和冻融循环试验。通过研究发现,玄武岩纤维的加入未必能提高水泥土的强度,土体的性质是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素之一。冻融循环作用下土的性质对水泥土力学性质及破坏状态具有重要的影响。随着冻融循环次数的增加,水泥土的无侧限抗压强度逐渐减低,而纤维的添加可以有效降低水泥土强度损失,提高水泥土抵抗冻融循环的能力。研究结果可为冻融循环作用下玄武岩纤维水泥土力学机理的研究提供一定的理论基础,可为纤维水泥土在季节性冻土区的应用提供一定的借鉴和参考。     

气敏材料Zn2 SnO4的制备及其特性测量的实验研究

为解决实验内容方法陈旧,制备气敏元件的性能指标无法满足实际测试要求的问题,对半导体气敏材料的制备及其气敏特性测量进行了实验研究,从而提高元件的性能,并使实验内容满足本科教学更加贴近科学研究前沿的需求。通过采用溶剂热法制备了三元金属氧化物Zn2 SnO4气敏材料并对其性能进行了系统测量,并将该实验内容应用于电子功能材料实验的开放性创新实验中。结果表明,基于Zn2 SnO4材料的气敏元件对HCHO 气体表现出优异的气敏特性。通过该实践过程,使学生掌握一种合成纳米材料的新方法,了解材料表征方法,该项目的实施有利于学生提高科研素质和创新能力的培养。     

应力锥橡胶材料在变温环境下的力学性能

利用德国Zwick020材料试验机,进行高压电缆终端应力锥两种橡胶材料在不同温度环境下单向拉伸大变形力学行为的试验研究,得到不同温度和不同加载速率条件下材料的应力 应变关系曲线,并分析了温度及加载速率变化对材料力学性能的影响.运用Mooney Rivlin橡胶材料模型,对试验材料进行了理论分析,根据试验结果拟合出相关参数,构建了适用高压电缆终端应力锥两种橡胶材料的本构关系公式.对比不同温度下两种橡胶材料的理论计算和试验的应力值,说明该本构关系满足工程实际需要,为高压电缆应力锥的进一步研究提供了理论基础.