面板堆石坝垫层区施工新技术的研究

摘要

混凝土面板堆石坝挤压墙法是一项问世不久的面板坝垫层区施工新技术。它与传统面板坝垫层区施工方法比较有着许多突出的优点。现在虽然国外已有使用的先例,但依靠仅有的几篇广告性的介绍文章,无法满足施工应用的需要,而且最早使用该方法的巴西依塔坝在蓄水后还发生了最大渗流量为1300L/s的渗漏,这令很多人对该方法应用的有效性产生了怀疑。因此,系统进行挤压墙法研究,对指导面板坝设计和施工有着重要的经济价值和工程意义。本文通过较长时间的理论和实践研究,在挤压墙法、施工机械、挤压墙砼材料、施工方法、工艺流程、施工成本及面板混凝土应力变形的影响等方面,重点做了大量工作,初步得到了如下有益的成果和认识:一、通过自主设计、试制、野外机械性能试验和调试,完成了边墙挤压机样机结构的组装设计,试制了性能样机,确定了各项主要技术参数,并在此基础上首次将边墙挤压机性能样机发展为获得国家专利权的边墙挤压机产品。二、通过室内试验和工程试用,提出了混凝土挤压墙的实用断面形式和混凝土材料的配合比的实用配方。三、通过数值模拟施工过程的理论计算,对初期挤压墙的施工稳定性和挤压墙法对面板应力、变形的影响,从理论上提出了具有一定说服力的评价意见。四、通过工程实践的摸索、总结和不断改进,提出了边墙挤压机工作原理的清晰概念和挤压机使用和保养的技术细则。五、通过工程应用的摸索、总结和不断改进,提出了挤压墙法垫层区施工的方法、配套工艺流程和工程成本的经济性分析论据。

目录

中文摘要

Abstract

1 绪论

1.1 面板堆石坝的特点和发展回眸

1.2 面板堆石坝垫层区施工的技术现状

1.3 选题依据及本文主要工作

2 边墙挤压机的研制

2.1 边墙挤压机性能样机的设计

2.2 边墙挤压机产品样机与定型设计

2.3 小结

3 挤压边墙断面与混凝土配合比研究

3.1 挤压边墙断面的研究

3.2 边墙混凝土配合比的试验研究

3.3 挤压式混凝土边墙现场试验

3.4 挤压混凝土的物理力学性质试验

3.5 垫层料的级配与干密度的测试

3.6 经济性预测

3.7 小结

4 在施工中初期挤压墙的变形分析

4.1 计算模型的建立

4.2 模型网格划分

4.3 接触面的处理

4.4 非线性求解

4.5 变形计算结果图

4.6 计算结果与试验成果的比较

4.7 小结

5 挤压墙法对面板坝面板应力、变形的影响

5.1 分析原理

5.1.1 不稳定温度场的分析模型

5.1.2 面板混凝土的不稳定温度场分析模型

5.1.3 混凝土面板的应力分析模型

5.1.4 堆石体非线性分析模型

5.1.5 接触面单元的计算模型

5.1.6 接缝单元的分析模型

5.2 芭蕉河一级坝面板应力、应变计算

5.2.1 基本计算条件

5.2.2 有挤压墙时面板的应力应变计算

5.2.3 无挤压墙时面板的应力应变计算

5.2.4 有、无挤压墙的计算比对结论

5.3 小结

6 挤压墙法在工程实践中的应用

6.1 所依托的工程项目

6.2 挤压墙法的工作原理和工艺流程

6.3 挤压墙法的垫层区施工方法

6.4 边墙挤压机的使用和保养技术

6.5 混凝土配合比及主要指标

6.6 经济性比较

6.7 坝体表面变形

6.8 其他

6.9 小结

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 展望

致谢

参考文献

读研期间论文发表情况