深厚覆盖层上混凝土防渗墙服役性能分析

【目的】研究混凝土面板砂砾石坝防渗墙的应力变形及实际防渗效果,为高寒地区深厚覆盖层类似工程的设计与施工提供依据。【方法】以青海省纳子峡混凝土面板砂砾石坝为研究对象,在防渗墙施工及运行初期(2012-05-2018-01)对其进行应力监测、变形监测、渗流监测,对所得监测数据进行统计分析,进而评价防渗墙的实际工作状态。【结果】纳子峡混凝土面板砂砾石坝防渗墙各测点应力及变形表现稳定,在施工期防渗墙钢筋的应力变化因受地面施工等因素影响主要承受拉应力,且向上游侧倾斜;在水库运行期间(2014-09-2018-01),墙体受到来自上游的水压力,主要承受压应力,且向下游侧倾斜;布置在墙体上游侧的渗压计渗透压力远大于下游侧各测点,表明防渗墙防渗效果良好,渗透压力受测孔孔内水位影响,且随库水位表现出一定的周期性变化规律,库水位每抬升(或下降)1 m,墙体下游侧各测点渗透压力增加(或减小)约0.6 kPa。【结论】纳子峡大坝混凝土防渗墙在其施工及运行初期应力变形较为稳定,防渗效果良好,能为大坝的安全提供保障。     

结构面破坏时单裂隙变形及渗流规律研究

【目的】研究粗糙结构面在剪切过程中发生大规模破坏时的裂隙变形及渗流变化规律,为岩体裂隙应力-渗流耦合研究提供参考。【方法】对完全和非完全咬合状态下的规则齿结构岩面,采用常法向应力作用下的剪切-渗流耦合试验,测定法向应力为1.91 MPa、水压为0.6 MPa时结构面剪切强度及剪切位移的变化,并在完全咬合的基础上改变水压分别为0.4,0.6和0.8 MPa,测定剪切过程中流量的变化。【结果】裂隙结构面咬合状态对剪切强度变化曲线以及法向位移变化曲线有较大影响,基于此推导出一种更接近试验结果的辐向流立方定理公式。结构面破坏之前水流的非完全轴对称性流动、水流漩涡以及粗糙度和接触面积等因素使得计算结果与试验结果之间有较大差异,流量的计算结果与试验结果差值(ΔQ)最大达41.5cm3/s,此外ΔQ会随机械隙宽的增加而增大。当水压从0.4MPa增大到0.6和0.8MPa时,ΔQ分别增加5和8.2cm3/s,渗透系数分别降低0.27和0.47cm/s,机械隙宽与水力隙宽的比值分别增加0.04和0.06。【结论】裂隙结构面在复杂应力条件下的抗剪强度和变形与结构面咬合状态密切相关,结构面破坏形态、水流形态以及水压对裂隙渗流规律影响较大。     

适用于农田水利建筑物的改良型数字混凝土模型

通过对传统数字混凝土建模方法的研究,提出了改良型数字混凝土建模方法,优化了数字混凝土界面厚度。对新建立的模型进行多工况分析,并将结果与传统模型的数值模拟结果以及试验结果相比较,通过分析得到以下主要结论:①当级配相同时,改变混凝土内部骨料分布会使彼此之间损伤形态产生很大差别,但是损伤单元数量相近;②在超过材料峰值强度之前,混凝土内部骨料位置的变化不会对其力学性能造成显著影响,而在达到失稳阶段时影响较显著;③改良后的模型能够使界面厚度明显降低,计算结果更加贴近试验结果,可以取代传统的数字混凝土模型在工程中的应用。