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《散粒料水下拋填堰體密度的離心模型試驗研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第30卷第10期長江科學院院報Vo1.30No.102013年10月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteOct.20l3DOI:10.3969/j.issn.1001—5485.2013.10.009散粒料水下拋填堰體密度的離心模型試驗研究程永輝,饒錫保,周小文,張君尉(1.長江科學院水利部巖土力學與工程重點實驗室,武漢430010;2.華南理工大學土木與交通學院,廣州510641)摘要:水利大壩施工圍堰建設(shè)中,常采用水下拋填。砂、砂礫石及石碴等散粒料常被用作拋填材料,其水下拋填密度是圍堰設(shè)計中的關(guān)鍵指標。由于散粒料水下
2、拋填后很難直接取樣測定其密度,目前也沒有成熟的理論計算方法,拋填后堰體密度的確定成為困擾圍堰設(shè)計和施工的難題。在分析拋填堰體密度影響因素的基礎(chǔ)上,針對工程中應(yīng)用的砂、砂礫石及石碴3種典型散粒料,設(shè)計進行了多組離心模型試驗,測得了散粒料水下拋填密度,研究了顆粒形狀、大小和級配等因素對水下拋填密度的影響?;陔x心模型試驗成果,提出了散粒體水下拋填堰體密度的估算公式,可供水下拋填圍堰設(shè)計和施工參考。關(guān)鍵詞:散粒料;圍堰;密度;離心模型試驗中圖分類號:TU443文獻標志碼:A文章編號:1001—5485(2013)10—0042—06堰堰體中部的拋填料,是設(shè)計首選的方案。為了研究風化砂拋
3、填堰體的密度,相關(guān)單位于1959年進行1研究背景了6.0m水深下人工挑土的現(xiàn)場拋填試驗,所得的圍堰是在水利工程建設(shè)中,為建造永久陛水利設(shè)干密度很低,僅1.40~1.45g/cm。如果按此密度施而修建的臨時f生圍護結(jié)構(gòu),是大壩等建筑施工的安對應(yīng)堰體的強度與變形特性進行計算,則位于其中全屏障。水下拋填是圍堰工程常用的施工方式,塊的防滲墻頂部的水平位移達1.2in,墻體應(yīng)力應(yīng)變石、砂、砂礫石及石碴料等散粒料常被用作拋填材料。狀況很差,方案難以成立。至1989年,李玫等這些散粒料在水下靠自重堆積在一起,同時受到水的嘗試采用離心模型試驗方法研究了風化砂的水下拋動阻力、黏滯力等作用,是一個非
4、常復雜的“水下堆填密度,取得了較好的效果,得到風化砂的干密度為?!边^程。一般來說,大塊石用于填筑堰體的外圍區(qū)1.65~1.86g/cm,這一試驗結(jié)果大大簡化了圍堰域,而大量的砂、砂礫石及石碴等較細的散粒料則常斷面的結(jié)構(gòu)設(shè)計,其可靠性也已為后期的堰體開挖用作填筑堰體的中部區(qū)域以便在其內(nèi)開槽修筑防滲所證實。這說明離心模型試驗技術(shù)對于研究水下拋體。由此可見,為設(shè)計出能夠防滲和穩(wěn)定的堰體,就填堰體密度問題是一個較為有效的手段。需要知道拋填體(尤其是中部較細粒拋填體)的密度水電是清潔能源。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,水利及其強度與變形特性。但由于堰體是在水下拋填的,水電工程的建設(shè)正迎來高峰期,由此
5、,大量的深水圍堰將投入建設(shè),研究提出拋填體的密度估計方法,對不像在陸地上可以控制壓實密度,拋填的堰體到底能于圍堰的設(shè)計和施工具有重要的意義。夠形成多大的密度在設(shè)計中是不知道的?;谏鲜隹紤],筆者利用離心模型試驗對水下顆粒堆積是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象,已有拋填體的密度問題進行了探討。以工程中使用的風學者從堆積方式、堆積強度、顆粒粒徑、顆粒形狀和不化砂、石碴料和砂礫石作為典型的拋填料,量測水下同粒徑的組合等方面研究了顆粒堆積密度問題,取得拋填形成的密度,考察拋填料粒徑、級配等因素對密了不少的成果。但是,圍堰工程中的水下拋填是度的影響。在試驗成果的基礎(chǔ)上,初步提出了水下更為復雜的顆
6、粒堆積問題,因為圍堰填料的顆粒組成拋填密度的經(jīng)驗公式。很不均勻,級配變化大,使得水下堆積不確定性大,目前研究成果很少。由于缺乏理論方法或經(jīng)驗公式,如何確定堰體密度成為困擾設(shè)計和施工的難題l6J。2水下拋填堰體密度的影響因素當初三峽二期圍堰論證時,采用風化砂作為圍水下拋填形成堰體的過程非常復雜,堰體密度收稿日期:2o12—08—21;修回日期:2o12—09—17基金項目:“十二五”國家科技支撐計劃項目(2008BAB29B02);中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費項目(CKSF2010015)作者簡介:程永輝(1977一),男,山東博興人,高級工程師,主要從事環(huán)境巖土工程和離心模
7、型試驗技術(shù)方面的研究工作,(電話)027—82927236(電子信箱)chengyh@mail.crsri.cn。第10期程永輝等散粒料水下拋填堰體密度的離心模型試驗研究43的影響因素較多,主要包括拋填料性質(zhì)、拋填深度和填體的密度也有一定的影響。水的性質(zhì)、拋填的施工方式、水上填筑堰體荷載等。綜合以上分析,并結(jié)合工程中水下拋填的特點,2.1拋填料性質(zhì)本文針對拋填料、拋填水深和進占法施工方式等主散粒體作為拋填料時,其顆粒相對密度、形狀、要因素進行試驗研究,重點比較不同類型拋填料的大小