摘要：基于极限平衡理论和相关联流动法则,建立了挡土墙后竖向分层土被动土压力关于滑动面夹角的数学模型,根据滑动土楔的静力平衡关系,得出竖向分层土被动土压力的计算表达式及其分布情况.利用Matlab计算软件作出被动土压力随滑动面夹角变化的函数曲线,根据曲线上极小值点确定被动土压力及其对应的极限破裂角.通过与现有理论计算对比,验证了该方法的合理性与可行性.分析了分层土性质参数及挡土结构几何、物理参数等对被动土压力E_(p)和破裂角θ_(cr)的影响.研究结果表明:经典的朗肯、库仑土压力理论及文献解是该研究方法在单一土层情况下的特例.被动土压力Ep随着墙土摩擦角δ、回填土摩擦角φ_(1)、墙土黏聚力C_(w)、回填土黏聚力C_(1)、回填土重度γ_(1)、填土表面荷载q的增加而增加,随着墙背俯斜角α的增加而降低.破裂角θ_(cr)随着δ、φ_(1)、C_(w)、C_(1)、γ_(1)的增加而降低,随α的增加而增加.回填土范围b对被动土压力Ep和破裂角θ_(cr)的影响受回填层和原土层土的性质共同影响.从工程设计角度,挡土墙背竖直、粗糙更有利于被动土压力的发挥.

摘要：抽水蓄能电站是实现“双碳”战略目标的重要举措,混凝土面板堆石坝作为抽水蓄能电站上水库大坝的优选坝型之一,往往坝基顺河向坡度较陡,坝体容易产生顺坡向滑移变形,坝坡抗滑稳定性较差,危及抽水蓄能电站上水库大坝运行安全。因此,建立大倾角坝基上混凝土面板堆石坝数值模型,研究大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形的规律,揭示大倾角坝基上混凝土面板堆石坝产生滑移变形的机制,提出减小其滑移变形的物理力学和几何结构设计措施。研究结果表明,较大下滑力和较小抗滑力是大倾角坝基上混凝土面板堆石坝容易产生滑移变形的根本原因;坝基倾角越大,重力沿坡面分力越大,坝体滑移变形越大,坝坡安全系数越小(当坝基倾角大于15°时,坝坡安全系数小于规范要求的最小值1.5);增设压坡能够有效减小坝体滑移变形,显著提高坝坡抗滑稳定性,压坡平台高度越高、宽度越宽和黏聚力、内摩擦角越大,坝体滑移变形越小,坝坡安全系数越大,推荐压坡平台高度和宽度取1/2倍主坝最大坝高,压坡密实度(黏聚力和内摩擦角)与主坝堆石密实度相当。

摘要：混凝土结构抗爆炸冲击能力研究具有很重要的军事防护意义.国内外学者已对混凝土动强度的提高机理进行了大量研究,但大多探讨单个因素对混凝土动强度的影响,缺乏对多因素耦合作用下混凝土动强度规律的研究,并且对混凝土抗压动强度和抗拉动强度间的关系研究也较少.通过霍普金森压杆试验仪的单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验,测定了不同骨料率和冲击速度下混凝土的抗压动强度和抗拉动强度,再对试验结果进行研究分析,得到混凝土动强度的理论表达式,并将混凝土抗拉抗压动强度进行了对比分析.结果表明:混凝土抗压动强度与混凝土骨料率和冲击速度呈正相关,且随着混凝土骨料率的增大,冲击速度越小,混凝土抗压动强度增加幅度越大,受动载时,混凝土抗压动强度提高幅值大于抗拉动强度提高幅值.

摘要：随着高混凝土面板砂砾石坝坝高的突破,坝体内部高应力区和坝坡、坝顶低应力区的应力差别增大,而不同应力条件下砂砾石料和块石料的力学特性存在较大差异,将影响着坝体分区及变形安全。开展砂砾石料和块石料三轴力学试验,研究不同应力条件对其力学变形特性的影响;在此基础上根据坝体应力分布特征,研究高混凝土面板砂砾石坝坝体分区。研究表明,在低围压条件下,块石料的模量系数大于砂砾石料;随着围压增加到一定程度,块石料颗粒破碎导致模量系数大幅降低,远小于砂砾石料的模量系数;为充分利用两种堆石料的力学变形特性,加强高面板砂砾石坝坝体变形控制,坝体内高、低应力区应分别采用砂砾石料和块石料填筑,提出一种基于坝体应力分布特征的坝体分区准则和优化调整方法;最终推荐一种块石料半包砂砾石料的坝体分区型式,提高了高混凝土面板砂砾石坝的综合安全性。

摘要：为探究硫酸盐干湿循环作用下带冷缝混凝土受荷作用时的能量演化规律,制作了整浇和浇筑间隔0.25 d、0.5 d、1 d、7 d和28 d的带冷缝混凝土,基于单轴压缩实验及能量计算原理,研究了硫酸盐干湿循环对带冷缝混凝土强度和能量演化规律的影响。结果表明:带冷缝混凝土强度及损伤应力和峰值应力处弹性应变能与耗散能均随干湿循环呈先增大后减小的趋势,随着新混凝土与母体浇筑间隔的增加呈现减小的趋势;随着干湿循环次数的增加,损伤应力处储能水平Kad先减小后增加,说明损伤应力处储能水平越高,带冷缝混凝土越容易产生损伤,Kad可以作为混凝土破坏的预警指标。

摘要：为探究冲击速度和骨料率对混凝土动力特性及能量传递规律的影响,设计了骨料率为0、32%、37%和42%的混凝土试样,利用SHPB装置进行了速度为5、6和7 m/s的冲击压缩试验。系统分析了冲击速度和骨料率不同时混凝土动态变形、动强度增长及能量转化规律,并利用双因素方差分析法研究了冲击速度和骨料率对动强度的影响程度。结果表明:冲击压缩作用下,混凝土试样主要以拉伸劈裂破坏模式为主。混凝土动强度随骨料率和冲击速度的增大而增大,而且相较于骨料率,冲击速度对动强度的影响程度更大。冲击速度介于5~5.8 m/s时,DIF随骨料率的增加而增加;冲击速度介于5.8~7 m/s时,DIF随骨料率的增加而减小。混凝土试样透射能随冲击速度和骨料率的增大而增大,而反射能、吸收能和吸能占比均随冲击速度的增大而增大,随骨料率的增大而减小。

摘要：纤维混凝土的韧性来源于纤维的桥接作用,而桥接作用的核心问题是纤维与水泥基体的黏结性能。为了探究纤维对混凝土的增韧机理,本文开展了不同养护龄期(0~28 d)、拔出速率(1~30 mm/min)、纤维锚固长度(10~60 mm)以及粉煤灰掺量(0~30%)下聚丙烯纤维水泥基砂浆的单根纤维拔出试验(single fiber pull-out test,SFPT),基于能量耗散原理和试验数据,建立了聚丙烯纤维水泥基砂浆韧性指数与纤维拔出过程中吸能指数的数学关系,提出了基于广义灰色关联理论的界面黏结强度影响因素计算分析方法。研究结果表明:随着养护龄期、拔出速率和纤维锚固长度的增加,聚丙烯纤维水泥基体界面黏结强度均逐渐增大,但纤维的韧性指数在养护18 h时较佳,拔出速率6 mm/min、锚固长度20 mm时最佳。当粉煤灰掺量为20%左右,纤维-水泥基体界面黏结性能最佳。并基于广义灰色关联分析法,阐明了四种因素与界面黏结强度的数学关联,研究成果可以为纤维水泥基砂浆的设计与应用提供理论支撑。

摘要：砂砾石料细颗粒含量多、易于压实,在重型碾压机具作用下,压实后砂砾石料的孔隙结构和渗透特性可能发生改变,将影响高混凝土面板砂砾石坝坝体渗流安全。开展压实后砂砾石料渗透试验,分析砂砾石料特征粒径与等效孔隙直径的关系,以及不同孔隙率对砂砾石料渗透特性的影响,并对常用的渗透系数经验计算式进行验证。研究表明:砂砾石料孔隙率的减小对其渗透特性影响较大,由于砂砾石料细颗粒含量较多,压实后颗粒填充紧密,渗透试验得出的渗透系数比常规经验公式计算值小1~2个数量级,出现较大偏差;随着孔隙率减小到一定程度,砂砾石料表现出黏性特性,内部无效孔隙增加、渗透系数大幅降低。基于中国水科院公式引入有效孔隙折减系数对公式进行修正,修正后公式计算得到的结果更加准确。研究成果可为高混凝土面板砂砾石坝坝体排水设计提供依据。

摘要：针对目前特高面板堆石坝存在的面板挠曲变形大、面板缝易拉开、底部面板不能检修等突出问题,提出了一种适用于特高面板堆石坝的新型坝体结构型式——混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构。重点分析了施工期、蓄水期及蓄水期发生地震时,新型复式结构混凝土重力坝的高度、上下游坡比、趾板布置等体型参数变化对大坝结构应力变形及面板挠度等指标的影响,为新型结构型式体型的选择提供参考。优选的新型复式结构型式与常规堆石坝结构的计算结果对比分析表明,复式结构除周边缝张开变位及施工期面板应力大于常规面板坝外,其他指标均占据优势,且周边缝张开变位完全在相应规范及止水结构允许变形范围内,并具有较高的安全裕度。新型挡水结构可缩短混凝土面板长度,改善面板受力状态,减少面板挠曲变形,并有效提升面板堆石坝坝踵及趾板部位的可维修性。

摘要：混凝土类不均匀脆性材料的率敏感性主要是由于混凝土的不均匀性造成的,不均匀性使得不同速率的动裂纹发展路径不同,决定了不同速率的抗折动强度不同。基于此,提出混凝土抗折动强度由砂浆与骨料的抗折静强度的加权平均值再加上惯性项组成的代数表达式,并预测混凝土材料在爆炸冲击荷载条件下的极限抗折动强度。最后通过特殊设计的单一菱形净浆骨料三点弯实验,验证了不同加载速率时破坏裂纹的发展路径及抗折动强度变化规律。