俄羅斯依爾加奈水電站瀝青混凝土心墻土石壩設(shè)計簡介

本文簡要介紹了瀝青混凝土心墻土石壩設(shè)計，就筑壩材料及其填筑技術(shù)要求，特別是瀝青混凝土心墻材料的選擇和技術(shù)要求、基礎(chǔ)處理，以及防滲方案進行了介紹。

洞塘水庫采用碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩,很好地處理了軟基建壩、壩體防滲和筑壩材料問題。實踐證明壩型選擇和瀝青混凝土心墻土石壩的設(shè)計是成功的。該壩是西南地區(qū)建成的第一座碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩,為瀝青防滲技術(shù)在水利水電工程中的推廣和應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗。

洞塘水庫采用碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩,很好地處理了軟基建壩、壩體防滲和筑壩材料問題。實踐證明,壩型選擇和瀝青混凝土心墻土石壩的設(shè)計是成功的。本文主要介紹了該壩的壩體設(shè)計、筑壩材料設(shè)計,并對大壩進行了滲流、沉降計算及穩(wěn)定分析和應(yīng)力應(yīng)變分析。

除瀝青混凝土心墻的防滲性能好、抗震性能強、工程量小、便于施工等優(yōu)點外,在土石壩類各種壩型的比選中,工程的全生命周期成本(或效益)、工程對環(huán)境的影響、瀝青混凝土心墻與庫區(qū)水質(zhì)的適應(yīng)性、心墻的運行維修與維護、報廢與環(huán)境以及工程安全等多方面的因素也需要重點予以對比分析。在瀝青混凝土心墻壩還有許多技術(shù)問題沒有基本理清的情況下,蜂擁而上的建設(shè)結(jié)果必將帶來很多工程隱患。

挪威是世界上利用水能最多的國家,現(xiàn)有290座壩中有174座是土石壩,其瀝青混凝土心墻筑壩技術(shù)位居世界先進水平,對瀝青混凝土心墻設(shè)計、反濾過渡帶設(shè)計、壩殼填料及瀝青混凝土配合比設(shè)計,有較深的研究,瀝青室內(nèi)及現(xiàn)場試驗,瀝青混凝土碾壓施工、質(zhì)量檢測的經(jīng)驗豐富。瀝青心墻攤鋪機的制造廠家是世界上僅有的兩大生產(chǎn)公司之一。這類工程的設(shè)計施工經(jīng)驗可供國內(nèi)最高的(高104m)瀝青混凝土心墻土石壩-三峽茅坪溪防護瀝青

挪威是世界上利用水能最多的國家,現(xiàn)有290座壩中有174座是土石壩,其瀝青混凝土心墻筑壩技術(shù)位居世界先進水平,對瀝青混凝土心墻設(shè)計、反濾過渡帶設(shè)計、壩殼填料及瀝青混凝土配合比設(shè)計,有較深的研究,瀝青室內(nèi)及現(xiàn)場試驗,瀝青混凝土碾壓施工、質(zhì)量檢測的經(jīng)驗豐富。瀝青心墻攤鋪機的制造廠家是世界上僅有的兩大生產(chǎn)公司之一。這類工程的設(shè)計施工經(jīng)驗可供國內(nèi)最高的(高104m)瀝青混凝土心墻土石壩-三峽茅坪溪防護瀝青

分析了土石壩水力劈裂原理,針對新疆吐魯番二塘溝瀝青混凝土心墻土石壩,選取河床部位最大斷面為典型斷面,采用有限元法對其進行水力劈裂計算分析,得出:該土石壩心墻任一高程處的中主應(yīng)力都小于豎向應(yīng)力,且中主應(yīng)力和豎向應(yīng)力都大于水壓力。因此,該壩的心墻不會發(fā)生水力劈裂。

針對土石壩瀝青混凝土心墻的工作特點,采用室內(nèi)試驗以及數(shù)值模擬試驗結(jié)合的手段對瀝青混凝土水力劈裂的發(fā)生機理、產(chǎn)生原因進行了研究,結(jié)果表明,后期變形導(dǎo)致的孔隙率的增大使得瀝青混凝土試樣局部區(qū)域出現(xiàn)較大的滲透性,在顆粒骨架與水壓力相互作用過程中此局部區(qū)域失效破壞,形成初始的水力劈裂裂縫。同時發(fā)現(xiàn)裂縫周邊存在很大的水力梯度,這被眾多學(xué)者認(rèn)為是發(fā)生水力劈裂的必要條件。進而分析了冶勒瀝青混凝土心墻壩初次蓄水的原位觀測資料,資料表明瀝青混凝土心墻與過渡料之間存在著較大的相對不均勻位移,這使得心墻局部區(qū)域豎直壓力驟減甚至出現(xiàn)拉應(yīng)力,它是誘導(dǎo)瀝青混凝土發(fā)生水力劈裂的重要條件。

以新疆烏魯木齊烏拉泊水庫土石壩心墻工程為實例,介紹分析了砂礫石料的具體配比情況對瀝青混凝土性能的影響,最終確定本項目心墻所使用的瀝青混凝土料最佳油石比為6.9%;最佳級配指數(shù)為0.39;最佳粉油比為1.9。

針對土石壩靜力分析中常見的三種本構(gòu)模型,即duncane-μ、duncane-b和雙屈服面模型是。以瀝青混凝土心墻土石壩為研究對象,建立了心墻壩的三維有限元模型,并考慮了瀝青混凝土心墻和過渡料、混凝土基礎(chǔ)間的接觸關(guān)系,采用接觸單元模擬相互間的變形和應(yīng)力協(xié)調(diào),對心墻和壩體的變形和應(yīng)力應(yīng)變特性進行了分析對比。分析結(jié)果表明對于壩體應(yīng)力,三種模型計算結(jié)果無論是極值還是分布都比較一致。對壩體和心墻變形,三種模型的沉降量分布是一致的,但duncane-μ和e-b模型求得的最大沉降量更接近實際觀測值;在心墻應(yīng)力分析中,雙屈服模型的計算結(jié)果比較均勻合理。

結(jié)合實際工程案例,從施工機械設(shè)備、特殊環(huán)境下施工及施工質(zhì)量控制等方面分析了我國碾壓式瀝青混凝土心墻土石壩施工技術(shù)現(xiàn)狀和不足之處,旨在對同類工程施工時可起到一個借鑒與參考作用,加快此類壩型的推廣和應(yīng)用。

由于深厚覆蓋層具有一定的可壓縮性,修建在其上的瀝青混凝土心墻壩壩體會發(fā)生沉降,且最大沉降位于距壩頂2/3壩高處;受壩體的影響,壩基深厚覆蓋層也會向上、下游發(fā)生水平位移;瀝青混凝土心墻存在明顯的應(yīng)力拱效應(yīng),蓄水后減弱。以在120m深覆蓋層上修建壩高100m瀝青混凝土心墻壩的有限元分析為例,探討了瀝青混凝土心墻土石壩在深厚覆蓋層上的應(yīng)力變形特性。

瀝青混凝土技術(shù)在我國水利工程上的應(yīng)用還處在一個發(fā)展的初級階段，施工技術(shù)還存在一定的局限性。通過實際的工程建設(shè)案例證明，用瀝青或瀝青混凝土代替其他防滲材料用在水利工程上，可以簡化施工、縮短工期，在缺少當(dāng)?shù)胤罎B材料的地區(qū)更具有優(yōu)越性。

土石壩瀝青混凝土心墻施工期監(jiān)測分析——陽江核電站土石壩瀝青混凝土心墻進行安全監(jiān)測時，對監(jiān)測資料進行了較詳細的分析。分析結(jié)果表明：墻底部壓應(yīng)力測值增長與心墻高程升高關(guān)系協(xié)調(diào)。心墻不同高程處應(yīng)變主要受溫度、上部荷載及兩側(cè)過渡料性質(zhì)影響，心墻中上...

陽江核電站土石壩瀝青混凝土心墻進行安全監(jiān)測時,對監(jiān)測資料進行了較詳細的分析分析結(jié)果表明:心墻底部壓應(yīng)力測值增長與心墻高程升高關(guān)系協(xié)調(diào)心墻不同高程處應(yīng)變主要受溫度、上部荷載及兩側(cè)過渡料性質(zhì)影響,心墻中上部應(yīng)變隨高程升高增長較快表明心墻現(xiàn)階段變形穩(wěn)定,應(yīng)變、應(yīng)力測值和溫度變化正常,符合土石壩變形基本規(guī)律

通過試驗結(jié)合工程實踐分析影響瀝青混凝土耐水性的主要因素，提出今后瀝青混凝土試驗可供參考的結(jié)論及天然砂的合理摻量。

在水利工程中,擋水建筑物大多采用粘土心墻壩、粘土斜墻壩、粘壤土均質(zhì)壩等壩型防滲擋水。黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院設(shè)計采用澆筑式瀝青心墻防滲堆石壩的型式還不多見。為此通過呼瑪縣團結(jié)水電站瀝青混凝土心墻防滲堆石壩的實施,簡要地介紹了其基礎(chǔ)處理的設(shè)計和應(yīng)用,以利于同行參考。

水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 -1- 目錄 第一章調(diào)洪計算.....................................................-2- 第二章壩頂高程計算.................................................-8- 第三章土石料的設(shè)計............................................-10- 3.1粘性土料的設(shè)計........................................................................-10- 3.1.1計算公式.......................................................................

水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 -1- 目錄 摘要.................................................................................-2- abstract...............................................................................-3- 第一章概述...........................................................................-4- 1.1畢業(yè)設(shè)計主要目的和作用.................................................-4- 1.2設(shè)計內(nèi)容和基本方法........

土石壩碾壓式瀝青混凝土心墻主要有常態(tài)混凝土基礎(chǔ)面清理、瀝青混凝土心墻層面處理、模板支護、瀝青混合料攤鋪、瀝青混合料碾壓等施工工序，本文根據(jù)三峽等一些工程的施工經(jīng)驗詳細闡述了上述工序施工過程中應(yīng)控制的要點。

介紹了茅坪溪防護土石壩施工期瀝青混凝土心墻安全監(jiān)測情況,對心墻應(yīng)力、應(yīng)變、變形及溫度狀態(tài)等觀測資料進行了較詳細的分析探討。目前監(jiān)測結(jié)果為:心墻底部壓應(yīng)力測值較理論計算值小,其增長與心墻高程升高關(guān)系協(xié)調(diào)。心墻不同高程處應(yīng)變主要受溫度、上部荷載及兩側(cè)過渡料性質(zhì)影響,從測值分析心墻中上部應(yīng)變隨高程升高增長較快。心墻與過渡料間位錯變形反映心墻壓縮變形大于兩側(cè)過渡料沉降變形,且心墻中部變形較上、下部變形要大。底部心墻與基座間水平位移變形初期主要受施工影響,后期施工對其影響較小,總體變形穩(wěn)定。分析表明心墻現(xiàn)階段變形穩(wěn)定,應(yīng)變、應(yīng)力測值和溫度變化正常,工作性態(tài)良好,心墻與過渡料及填筑料間能協(xié)調(diào)變形,符合土石壩變形基本規(guī)律。

瀝青混凝土的本構(gòu)模型參數(shù)與試件成型方法、試驗條件密切相關(guān),具有較大的離散性,難以準(zhǔn)確確定。利用基于免疫學(xué)原理的遺傳算法與有限元計算理論,建立了土石壩力學(xué)特性參數(shù)的反演分析方法,并編寫了相應(yīng)的計算程序。結(jié)合三峽茅坪溪瀝青混凝土心墻堆石壩工程,利用竣工期壩體填筑現(xiàn)場原型監(jiān)測資料,對心墻瀝青混凝土的duncan模型參數(shù)進行了反演計算。利用139m水位的原型監(jiān)測資料驗證了反演成果的合理性,對瀝青混凝土力學(xué)參數(shù)的合理確定提供了一條有效途徑。