考虑多种影响因素的胶凝砂砾石坝强度安全性与剖面稳定性分析
发布时间：2020-06-22 21:32
【摘要】：胶凝砂砾石坝是使用力学性能介于土石料和贫碾压混凝土之间的胶凝砂砾石材料,采用上下游对称梯形断面设计的一种新坝型。胶凝砂砾石材料是在砂砾石、堆石等材料中添加少量胶凝材料经简单拌合而获得的一种新型低强度筑坝材料,其对材料强度的要求较低,取材广泛,施工简便、快捷;胶凝材料用量少,造价低廉,经济环保。随着胶凝砂砾石坝的进一步推广和应用,考虑多种影响因素下胶凝砂砾石坝强度安全性和抗滑稳定性的影响,是一个值得深入研究和关心的问题。本文采用有限元法,对胶凝砂砾石坝的应力变形规律、强度安全性,以及抗滑稳定性进行研究,论证剖面对称性,对比碾压混凝土重力坝,进一步分析了考虑多种影响因素条件下胶凝砂砾石坝坝体的结构特性及抗滑稳定性,深入探究了不同坝高、坡比、基岩等条件对坝体的影响规律。主要研究内容及结论如下:(1)通过研究胶凝砂砾石坝体应力变形规律,发现其应力整体处于较低水平,仅为重力坝的54%,可使筑坝材料的强度得以充分发挥。由于胶凝砂砾石可降低坝体内部应力水平,筑坝过程中对骨料分离和层面处理要求也可放宽,降低了筑坝成本,且各种荷载下梯形断面的胶凝砂砾石坝均表现出更好的工作性能。结合守口堡大坝有限元分析结果,进一步体现了胶凝砂砾石坝在体型上的优越性。(2)综合考虑了不同坝高、不同坝坡比,以及不同基岩条件对坝体工作性态的影响及其影响规律,不同坝高、不同基岩条件,以及合理坝坡比下胶凝砂砾石坝按压应力大小及分布可划为高应力区、中高应力区、低应力区,对应的材料强度设计标准分别为C6、C4、C2标号的胶凝砂砾石料。(3)对胶凝砂砾石坝的整体抗滑稳定性,以及各个滑动面如坝基面、水平层面及1/3坝高处的抗滑稳定性展开分析,研究了坝坡比与安全系数的相关性。胶凝砂砾石坝安全性明显优于重力坝,胶凝砂砾石坝的内摩擦角较小,在低强度的岩石地基上建坝也可满足稳定要求。本文建议抗剪断强度参数的取值范围为:c '应不小于0.30MPa,φ '应不小于30。,E应不小于2GPa。(4)剖面对称的胶凝砂砾石坝稳定安全性明显优于非对称的胶凝砂砾石坝。非对称相比对称剖面所产生的不利影响在于损失了 50%左右的安全度。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV64
【图文】：
可以说，Ｌｏｎｄｅ在Ｒａｐｈａｅｌ的设想上进行升华，胶凝砂碌石材料与逡逑Ｒａｐｈａｅｌ的水泥胶结堆石料的同一材料，而胶凝砂碌石现与Ｒａｐｈａｅｌ的最优重力逡逑坝则是一脉相承。其典型断面如图１．１－２。逡逑防渗面板逦＾逦＼逦逦［＾ １逡逑ｈａｒｄｆｆｌｌ逦＼邋＾逦、、逡逑／逦Ｖ逡逑Ｉ逦逦逡逑（ａ）非溢流坝段逦（ｂ）溢流坝段逡逑图１．１－２胶凝砂砾石坝典型断面图逡逑１．１．２几个典型工程逡逑胶凝砂砾石坝起源于欧洲，包括土耳其和希腊等国已完建数量达１０余座。逡逑诸如希腊的Ｍａｒａｔｈｉａ坝和Ａｎｏ邋Ｍｅｒａ坝、土耳其的Ｏｙｕｋ现和Ｃｉｎｄｅｒｅ琐、菲律逡逑宾的Ｃａｎ－Ａｓｊｕａｎ大坝，以及日本的胶凝砂砾石坝等。目前国内第一座永久性工逡逑程为守口堡大坝，其余工程多为围堰。逡逑１９９３年世界上第一座胶凝砂碌石坝逦希腊的Ｍａｒａｔｈｉａ坝建成，琐高２５ｍ。逡逑１９９７年又建成了一座阶梯形坡面的Ａｎｏ邋Ｍｅｒａ现，如下图１．１－３，琐高３２ｍ，上逡逑下游面坡比都是１：０．５，碾压层厚度为２０－３０ｃｍ。筑坝材料经捣碎和筛分，胶凝材逡逑料的掺量为７０ｋｇ／ｍ３。逡逑层厚２００或３００逡逑%藉澹常村澹埃板澹澹慑澹渭惧澹藻危В苠义先萐缅义铣＃啄翦澹ｅ呜瓥ㄊκ苠义希慑危义希∽ㄥ义希鳎危体危赍危
本文编号：2726274
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV64
【图文】：
可以说，Ｌｏｎｄｅ在Ｒａｐｈａｅｌ的设想上进行升华，胶凝砂碌石材料与逡逑Ｒａｐｈａｅｌ的水泥胶结堆石料的同一材料，而胶凝砂碌石现与Ｒａｐｈａｅｌ的最优重力逡逑坝则是一脉相承。其典型断面如图１．１－２。逡逑防渗面板逦＾逦＼逦逦［＾ １逡逑ｈａｒｄｆｆｌｌ逦＼邋＾逦、、逡逑／逦Ｖ逡逑Ｉ逦逦逡逑（ａ）非溢流坝段逦（ｂ）溢流坝段逡逑图１．１－２胶凝砂砾石坝典型断面图逡逑１．１．２几个典型工程逡逑胶凝砂砾石坝起源于欧洲，包括土耳其和希腊等国已完建数量达１０余座。逡逑诸如希腊的Ｍａｒａｔｈｉａ坝和Ａｎｏ邋Ｍｅｒａ坝、土耳其的Ｏｙｕｋ现和Ｃｉｎｄｅｒｅ琐、菲律逡逑宾的Ｃａｎ－Ａｓｊｕａｎ大坝，以及日本的胶凝砂砾石坝等。目前国内第一座永久性工逡逑程为守口堡大坝，其余工程多为围堰。逡逑１９９３年世界上第一座胶凝砂碌石坝逦希腊的Ｍａｒａｔｈｉａ坝建成，琐高２５ｍ。逡逑１９９７年又建成了一座阶梯形坡面的Ａｎｏ邋Ｍｅｒａ现，如下图１．１－３，琐高３２ｍ，上逡逑下游面坡比都是１：０．５，碾压层厚度为２０－３０ｃｍ。筑坝材料经捣碎和筛分，胶凝材逡逑料的掺量为７０ｋｇ／ｍ３。逡逑层厚２００或３００逡逑%藉澹常村澹埃板澹澹慑澹渭惧澹藻危В苠义先萐缅义铣＃啄翦澹ｅ呜瓥ㄊκ苠义希慑危义希∽ㄥ义希鳎危体危赍危
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