堆石体

摘要： 为了研究高围压作用下堆石体中剪切带形成及相关细观结构演变,采用自编程序构造3种不同形状的可破碎颗粒簇,随机生成二维颗粒流试样,进行双轴压缩试验。结果表明,轴向应变为6%时,试样由体缩向体胀过渡;轴向应变达到10%以后,试样内部发生了结构性变化。试样中颗粒簇的旋转、移动、破碎以及孔隙率等细观结构演变能清晰反映试样中剪切带的形成过程;轴向应变达到10%以后,试样中旋转幅度大的颗粒簇、破碎严重的颗粒簇以及大孔隙率区域均呈非对称X形分布,且X形轮廓逐渐清晰。

摘要： 附加质量法检测范围的确定对准确推算堆石坝碾压密度至关重要。文章根据振动影响有效范围为一截头圆球体的结论,推导出其理论体积公式;公式利用“质—弹”体系中质量相当于质弹簧体系中弹簧质量的1/3的结论,将附加质量法测到的质量换算成介质振动的实际质量,最后得到相应的堆石体体积及球体半径。在此基础上,进而得到测点影响范围、深度与承压板、应力之间的关系,为附加质量法的进步提供了部分理论支撑,有助于改善附加质量法测试方法。

摘要： 本文系统介绍了一种以水泥砂浆为胶凝材料的结石体施工新技术——冲填砂浆结石技术的研究过程、技术性能、主要工艺方法.与传统的浆砌石、常规混凝土、碾压混凝土、堆石混凝土施工工艺相比,冲填砂浆结石技术具有工艺流程简单、节省资源、建设速度快、综合造价低、节能环保等特点,在水利筑坝、侵蚀沟治理、草原荒漠治理、流域源头水土资源控制、港口码头、交通工程、国防工程等领域中具有广泛的应用前景.

摘要： 本文系统介绍了一种以水泥砂浆为胶凝材料的结石体施工新技术——冲填砂浆结石技术的研究过程、技术性能、主要工艺方法。与传统的浆砌石、常规混凝土、碾压混凝土、堆石混凝土施工工艺相比,冲填砂浆结石技术具有工艺流程简单、节省资源、建设速度快、综合造价低、节能环保等特点,在水利筑坝、侵蚀沟治理、草原荒漠治理、流域源头水土资源控制、港口码头、交通工程、国防工程等领域中具有广泛的应用前景。

摘要： 大石峡水利枢纽工程坝址区地形地质条件复杂,河谷狭窄,两岸陡峻,坝前发育规模较大的变形体,河床布置35 m高的高趾墩以避免河床趾板槽开挖对变形体稳定性的影响.河床面板搭在高趾墩顶部,必然在河床面板底部形成堆石体厚度向上和向下喇叭形渐变,该处堆石体的变形梯度如不受控制将直接影响河床面板底部的应力变形和周边缝接缝变形,设计在高趾墩下游和两岸陡峻岸坡设置了胶结砂砾料增模分区;经三维有限元静力计算分析,对河床面板的应力变形和周边缝接缝变形改善效果明显,此项措施可在高面板坝变形控制方案中推广应用.

摘要： 当前颗粒流方法模拟堆石体时面临精度和效率的问题.为弥补这一不足之处,基于PFC2D5.0程序建立了一种新的高精度高效率堆石体模拟方法,利用该方法对糯扎渡I区堆石料的压缩试验进行模拟,模拟结果与物理试验结果十分接近.

摘要： The stochastic granular discontinuous deformation (SGDD) method was employed to simulate the bender element test. The characteristics of shear wave propagation were analyzed from two aspects of displacement evolution and frequency domain analysis. Different travel determination methods were compared in a biaxial compression test to determine the most precise method. Based on the selected method, the influences of the excitation frequency, excitation amplitude, inter-particle contact spring stiffness and confining pressure on shear wave velocity were further studied. The results indicate that the granular assembly acts as an obvious filter for the higher frequency components of the input signal. The cross-correlation method is adopted due to its high precision. The shear wave velocity decreases and then tends to converge with the increase of excitation amplitude, increases firstly and then remains stable with the increase of excitation frequency, and increases gradually with the increase of inter-particle contact spring stiffness and confining pressure.%采用随机颗粒不连续变形方法(SGDD),对堆石体二维弯曲元试验进行数值模拟,从位移演化和频域分析分析剪切波传播特性,并通过与双轴压缩试验结果对比选择合理的剪切波传播时间确定方法,研究激发频率、激发幅值、颗粒接触刚度以及围压等因素对剪切波速的影响.研究结果表明:堆石体对高频率剪切波信号具有明显的过滤作用;综合比较几种常见方法,采用互相关法确定剪切波传播时间的方法精确度最高;剪切波速随激发幅值的增加先减小后趋于收敛,随激发频率的增加先增大后保持稳定,随围压、颗粒接触刚度的增加而逐渐增大.

摘要： 自流控制灌浆技术是基于自密实混凝土、自密实砂浆等发展起来的一项灌浆防渗技术.基本原理是采用自流控制灌浆技术,对堆石体(或堰塞体)初始颗粒进行胶结,形成粒径可控的胶结块体,作为防渗加固体系,再采取自上而下(或自下而上)逐层进行灌注的方式,形成连续的灌浆胶结体系,胶结体连续形成可进行帷幕灌浆的防渗墙结构体,再进行帷幕灌浆作为大坝堆石体(或堰塞体)的抗渗体.由于自流控制灌浆具有工艺简单,造孔简便,施工成本低,方便补强,风险可控等优点,在大坝除险加固、堰塞体加固、改善复杂地层的物理力学性能等工程中具有广阔的应用前景.

摘要： 在进行堆石体室内试验时,受到试验仪器尺寸的限制,必须将原级配堆石料按照一定方法进行缩尺,从而改变了堆石体的级配,产生了缩尺效应,对试验结果有一定影响.缩尺效应受到众多因素的影响,目前不同学者的试验结果表现出不同的规律.基于现有的研究成果,总结了缩尺方法、压实度控制标准、颗粒破碎、母岩强度等因素对堆石体缩尺效应的影响,分析了各种因素对缩尺效应影响的产生原因及其细观机理.介绍国内外缩尺效应的先进研究成果,分析缩尺效应现阶段研究进展以及存在的相关问题,为堆石体的试验研究以及高堆石坝的设计建设工作提供技术储备.

摘要： 研究目的:堆石体的力学性质的研究大多局限于大型常规三轴试验,数值计算所采用的本构关系也是基于常规三轴的试验资料建立.本文基于PFC通过三维颗粒流程序模拟了堆石体的真三轴试验,该模型不仅可以研究堆石体在三维应力条件下的宏观应力变形特点,而且能将细观参数与宏观参数联系起来.在此真三轴数值模型基础上,文章对影响堆石体应力变形的因素进行了分析.研究结论:基于PFC的真三轴堆石体数值试验与其他二维数值实验相比,能更接近实际地模拟堆石体的物理特性.通过数值实验结果得知,颗粒的接触刚度、摩擦系数、颗粒级配、颗粒形状等因素均对堆石体的应力变形有影响.

摘要： 本文简述了附加质量法检测堆石体密度的基本原理与现场测试方法,叙述了研究的一系列关键技术,并实现了远程诊断技术对现场施工质量控制及检测过程的全程数字化,达到了对堆石体密度进行快速、精确的检测以及对施工填筑质量的实时控制的目的.目前,该技术在多个大型水利水电工程中进行了大规模的实践和成功应用,取得了良好的效果.

摘要： 基于PFC30颗粒流程序,采用轴向速度加载、侧向应力伺服控制方式,模拟了堆石体在等σ3等b应力路径下的真三轴试验,研究了堆石体在复杂应力状态下的力学响应,引入组构张量来定量描述颗粒集合体内部细观组构演化过程,对比分析了堆石体宏细观力学响应演化过程,进一步揭示了堆石体宏观力学响应的细观机制.研究结果表明:颗粒集合体的接触法向各向异性、法向和切向接触力各向异性受σ3影响较小,受b影响较大;颗粒集合体宏观力学响应规律与接触力各向异性演化规律同步,但不受其控制;颗粒间平均法向和切向接触力随b值及σ3的增大而增大;平均法向和切向接触力在不同条件下的大小关系与偏应力关系对应并同步演化,颗粒集合体的宏观剪切强度受法向接触力和切向接触力控制.

摘要： 该文首先简要分析了面板堆石坝堆石体湿化变形的计算原理,其次重点探讨了湿化变形有限元计算的方法及步骤,然后以水布垭面板堆石坝为例,利用自编的程序对考虑堆石体湿化变形的面板堆石坝进行了有限元分析,最后依据计算结果分析了湿化变形对整个坝体变形和应力产生的影响.分析结论表明:考虑堆石体湿化变形后,水布垭面板堆石坝坝体沉降和向下游水平位移有所增大,向上游水平位移有所减小,除浸水部位堆石体的大、小应力产生了一定的变化外,其余部位堆石体的大、小主应力几乎不变.因此,面板堆石坝变形应力计算时考虑堆石体湿化变形是十分必要的.

摘要： 从细观角度出发,采用三维颗粒流程序PFC3D,建立了堆石体的侧限压缩试验模型。为考虑颗粒形状对试验的影响,对碎石样本进行形状分类和分布统计,并通过粘合球体的方式来获得不同形状的碎石颗粒。试验采用应力控制加载,进行多组堆石体侧限压缩仿真试验,探讨堆石体侧限压缩力学性能随颗粒刚度、颗粒间摩擦系数和颗粒形状变化的规律。数值计算结果表明:离散元方法能较好地反应堆石体侧限压缩力学性能的变化规律,依据轴向应力-应变曲线得出的侧限压缩模量主要与颗粒的刚度相关,与颗粒间摩擦系数基本无关,与颗粒形状有一定关系。通过颗粒形状分布统计和侧限压缩试验可以确定堆石体的颗粒刚度。

摘要： 堆石体的强度和变形特性具有应力路径相关性,而常规三轴试验的应力路径与堆石坝工程填筑期坝体内的应力路径差别较大,因此本文采用考虑颗粒破碎效应的随机颗粒不连续变形分析方法进行等应力比加载路径下堆石体三轴试验的细观数值模拟,研究固结应力和加载应力比对堆石体强度和变形特性的影响.模拟结果表明:加载应力比和固结应力对堆石体的力学特性影响较大,随着固结应力的增加、加载应力比的减小,应力—应变曲线由应变软化型向硬化型转化,试样也由低压剪缩、高压剪胀转向完全剪缩体积变形;p-q平面内的强度包络线具有明显的非线性,本文提出的非线性强度模型对剪切破坏时的应力状态预测较好,但不能考虑堆石体的压缩破坏;细观组构量的演化规律与宏观力学特性密切相关。

摘要： 灌水法因其原理简单、简便易用,能直接检测出填筑体的密度而广泛应用于水利水电工程土石坝填筑料的填筑质量检测.而在实际工程试验检测过程中,诸多因素均会影响到检测成果的精度,甚至会得到很多异常且不合理的结果.因此有必要结合土石坝填筑质量的实际检测经验对影响因素进行分析,并通过相关试验研究提出消除或减小影响因素的相关措施.

摘要： 依托某堆石体填筑道基工程,对堆石体流变特性进行了研究.在三参数(b,c,d)流变模型基础上,引入了高木俊介线性加载模式,用于分析堆石体分级加载作用下的变形时变规律,同时还考虑了道基结构自重应力作用三角形分布特征.通过室内大型压缩试验结果,获取了模型所需参数,在此基础上对依托工程堆石体道基典型断面进行了流变分析,分析结果表明,道基结构自身压缩流变基本可以忽略.这一结论与压缩试验前后试样级配变化较小的试验结果相验证.

摘要： 本文通过介绍堆石体特性的基本原理，试图重建理论和实践之间适合的联系，为300m级高面板堆石坝提供技术支撑。本文的分析以数据作为前提，考虑了压实抗剪强度和渗漏量两个方面的内容。

摘要： 本发明涉及一种挡板‑堆石防波提的水动力分析方法，包括如下步骤：发展挡板‑堆石防波堤的新结构型式，即在挡板背浪侧抛填堆石，堆石结构两侧需利用栅栏板固定；针对新型的挡板‑堆石防波堤结构，基于势流理论、多孔介质理论、分离变量法，建立挡板‑堆石防波提的水动力分析数学模型；利用匹配特征函数法，基于流体运动的边界条件建立线性方程组；通过求解方程组确定速度势中待定系数。本发明提出的挡板‑堆石防波堤，是一种环境友好型结构，具有低透射、承受波浪力小、防止堤底冲刷等优点。本发明提供的挡板‑堆石防波提理论解析水动力分析方法，具有高效的计算速度，能够为挡板‑堆石防波提的工程设计和优化提供科学依据。

摘要： 本发明公开了一种堆石混凝土中随机堆石的生成方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、利用随机数发生器随机生成平面方程，建立初始块体；步骤2、对步骤1得到初始块体依次使用生成的平面进行切割生成凸多面体，获取凸多面体各个面的面积，同时测量凸多面体的粒径；步骤3、对凸多面体方法进行畸形判断，最后生成凸多面体库；步骤4、生成目标粒径，在凸多面体库中选取一个凸多面体，将其放缩至目标粒径大小生成堆石，依次选取缩放缩剩下的凸多面体，最后得到整体放缩后的目标粒径的堆石。本发明无需判定即可生成凸型骨料，可以快速、便捷地生成大量的随机堆石，而且堆石信息存储方便，可重复提取应用。

摘要： 一种堆石混凝土结构空间密实度检测方法及堆石混凝土结构空间密实度评价方法，涉及堆石混凝土结构检测技术领域。检测方法包括将弹性波数据中的检测点个数、检测点的弹性模量、平均弹性模量、以及弹性模量空间变异性建立对应关系，得到堆石混凝土结构的空间密实度特征。其可用于对堆石混凝土结构进行无损检测，得到相应的堆石混凝土结构空间密实度特征，反映密实度空间分布情况。评价方法包括利用上述的堆石混凝土结构空间密实度检测方法得到的堆石混凝土结构空间密实度特征对堆石混凝土结构空间密实度进行评价。其利用上述检测方法得到的弹性模量空间变异性绘制空间曲线进行评价，有助于控制大坝的空间密实度，提高施工质量，便于施工管理。

摘要： 一种堆石混凝土结构层面质量检测方法及堆石混凝土结构层面质量评价方法，涉及堆石混凝土结构检测技术领域。检测方法包括将弹性波数据的检测点个数、检测点冲击响应强度、平均冲击响应强度、以及冲击响应强度空间变异性建立对应关系，得堆石混凝土结构层面质量特征。其可用于堆石混凝土结构无损检测，得到相应的堆石混凝土结构层面质量特征，反映出层面质量分布情况。评价方法包括利用上述的堆石混凝土结构层面质量检测方法得到的堆石混凝土结构层面质量特征对堆石混凝土结构层面质量进行评价。其利用上述检测方法得到的冲击响应强度空间变异性绘制空间曲线进行评价，可用于控制大坝的层面质量，对提高施工质量、优化施工管理具有重要意义。

摘要： 本实用新型提供了一种堆石混凝土堆叠结构以及堆石混凝土坝体，涉及水利水电工程堆石混凝土坝体填筑施工技术领域，解决了现有技术中存在的堆石混凝土坝体由于模板变形而导致坝体表面不平整的技术问题。该堆石混凝土堆叠结构包括仓体以及堆石混凝土，所述仓体包括至少两堵预制模块堆砌形成的墙体，多个所述墙体合围形成所述仓体，或者多个墙体与山体或建筑物外壁面合围形成所述仓体；在所述堆石混凝土灌注于所述仓体内时所述墙体外壁面形成平整且未发生变形的坝体表面。本实用新型用于提供一种表面平整、施工简单、造价较低的堆石混凝土坝体。

摘要： 本发明涉及面板堆石坝填筑施工领域，具体公开了一种快速进行堆石体填筑的面板堆石坝施工方法，包括如下步骤：S1.确定预制挡板长度及高度，进行预制挡板制作，并进行混凝土模板安装；S2.在混凝土模板靠近趾板一侧设置凸块作为预制挡板安装位；S3.Ⅰ序趾板浇筑，并在浇筑完毕后进行模板拆除；S4.预制挡板安装；S5.堆石体填筑；S6.Ⅱ序趾板浇筑；通过更改施工顺序的方式，解决了面板堆石坝堆石体填筑与趾板浇筑施工交叉影响的问题，实现了在Ⅰ序趾板浇筑完成后即可进行大坝填筑施工，极大的缩短了趾板浇筑与大坝填筑间的间隔时间，避免因趾板浇筑进度而造成堆石体分区填筑，减少了堆石体分区台阶留设，加快了施工进度，节约了施工成本。

摘要： 本发明涉及安全监测领域，公开了一种堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，用以解决现有心墙堆石坝存在的监测效果差，以及难以对防渗心墙上游的堆石体进行沉降变形检测的问题。本发明包括沉降板、连接体、保护管以及基于连接体位移的读数装置；所述连接体设置在所述保护管内，所述沉降板用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板与所述连接体的一端连接，所述连接体的另一端连接与所述读数装置连接。本发明利用读数装置获取前后两次高程差计算获得堆石体的变形监测值，成功解决了堆石坝沉降变形的监测技术问题，尤其填补了心墙防渗体上游堆石体沉降变形监测的空白。本发明适用于心墙防渗体上、下游堆石体沉降变形监测。

摘要： 本发明提供一种堆石混凝土堆石体堆积过程的计算方法和系统，其中方法包括：建立堆石块初始状态的三维模型，所述堆石块包括一定数量的块石体；根据有限元/离散元耦合分析方法分析所述三维模型的堆积过程及最终堆积形态。将模拟结构应力和变形的有限单元法和能够跟踪块体运动的离散单元法结合起来的方法称之为有限元/离散元耦合分析方法，该方法保留了有限元和离散元各自的优势，能够解决多体运动学问题和破坏力学问题，在计算堆石混凝土堆石块的最终堆积形态的过程中，存在块石体个数多，受力复杂、堆石体随受力变化会产生形变的特点，采用本发明进行力学分析，可以完整刻画出堆石块在应力作用下的渐进堆积过程，计算结果更为准确。

摘要： 本实用新型涉及安全监测领域，公开了一种堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，用以解决现有心墙堆石坝存在的监测效果差，以及难以对防渗心墙上游的堆石体进行沉降变形检测的问题。本实用新型包括沉降板、连接体、保护管以及基于连接体位移的读数装置；所述连接体设置在所述保护管内，所述沉降板用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板与所述连接体的一端连接，所述连接体的另一端连接与所述读数装置连接。本实用新型利用读数装置获取前后两次高程差计算获得堆石体的变形监测值，成功解决了堆石坝沉降变形的监测技术问题，尤其填补了心墙防渗体上游堆石体沉降变形监测的空白。本实用新型适用于心墙防渗体上、下游堆石体沉降变形监测。

摘要： 本实用新型公开了一种基于混凝土桩的面板堆石坝用堆石体结构,本实用新型主要由堆石料填筑而成，其特征在于，还包括水平横桩、水平纵桩、垂直桩。其中平横桩与水平纵桩沿堆石体高程分成若干层，每一层的水平横桩与水平纵桩相互搭接形成格栅结构，垂直桩位于水平横桩与水平纵桩所形成的格栅内部。水平横桩、水平纵桩及垂直桩均由堆石体内部的灌浆套管灌浆浇筑成型。本实用新型具有边坡稳定性好，抗滑稳定性高，堆石体的变形小，面板受拉压破坏风险低，结构抗震性高的优点。