摘要：2019年12月24-26日,长江科学院(以下简称"长科院")水利部岩土力学与工程重点实验室(以下简称"岩土重点实验室")数值计算学科主任黄书岭教授级高级工程师和张雨霆博士,应邀到河北丰宁抽水蓄能电站参加"大型地下洞室群岩体流变特性及长期稳定性研究科技项目"的年度成果汇报和审查会。长江勘测规划设计研究院牟春来教授级高级工程师、武汉大学严鹏教授和中国科学院武汉岩土力学研究所张传庆研究员作为特邀专家参加此次审查会。会议由河北丰宁抽水蓄能有限公司组织召开,丰宁公司陈磊部长主持。

摘要：大型引调水渠道工程高地下水位挖方段在运行期易发生衬砌失稳,合理设置渗控措施是保障渠道衬砌安全的关键。针对河南省2021年“7·20”特大暴雨后南水北调中线工程某渠段衬砌失稳问题,通过监测资料和三维渗流模拟对渠道衬砌板失稳成因进行了分析,并利用三维模型分析了增设渠坡竖向减压井和横向排水管措施的效果。研究表明:渠基存在的透水地层为降雨入渗和地下水侧向补给提供了渗透通道,极端降雨导致地下水位升高是渠道衬砌板失稳的关键诱因,增设排水措施可有效消减衬砌板下扬压力。研究成果可为类似渠段险情分析和整治及运行管理提供参考。

摘要：土石坝填料一般处于平面应变状态,目前填料力学特性研究基本采用大型三轴试验。由于三轴应力状态下中主应力等于小主应力,平面应变状态下大坝填料的力学性能会被低估。为充分认识填料潜能,科学设计和合理评估土石坝,有必要对填料开展平面应变试验研究。应用大型真三轴仪对填料进行了大型平面应变试验,共开展了4种不同初始干密度的粗粒土平面应变各向等压固结排水剪切试验。结果表明:应力-应变关系主要为应变硬化型,应力曲线呈爬升型,体变表现为剪缩。某一小主应力下,大小主应力之差的最大值随初始干密度的增大呈线性增大;初始干密度一定时,大小主应力之差的最大值与小主应力呈线性关系增大。初始剪切阶段,小主应力一定时,偏应力与球应力之比曲线斜率随初始干密度的增大而增大,随剪切变形的发展,不同初始干密度的应力比曲线逐渐趋于接近。偏应力随球应力的增大单调增加则对应应变硬化型,若偏应力随球应力的增大先增加后减小则对应应变软化型。相同小主应力时,初始弹性模量随初始干密度的增大而增大,近似呈线性关系;某一初始干密度下,初始弹性模量随小主应力的增大基本呈线性关系增大。中主应力系数随大主应力方向应变的增大而增大,曲线形态呈三折线形,初始剪切阶段增长较为缓慢,随剪切变形的增大增长相对加快并呈线性关系增大,如曲线末端下弯为应变硬化型,曲线末端上翘为应变软化型。

摘要：在水的作用下,岸坡内地下水渗流场和岩土体力学性质发生变化,从而影响岸坡的整体稳定性。以重庆市向阳水库平进村岸坡工程为例,基于非饱和流固耦合理论、弹塑性理论和强度折减法,采用有限差分方法,分析在降雨工况、库水位升降等多种工况条件下平进村Ⅱ级缓坡的滑移破坏模式和安全系数变化规律,评价在岸坡前缘段采取压脚治理措施的防护效果。结果表明:①在不同工况下,岸坡均存在3种潜在滑移模式,即坡表覆盖层滑移、沿浅层软弱夹层滑移以及沿深层破碎夹层滑移。②岸坡天然地下水位埋深浅,当遭遇极端降雨时,大量雨水入渗将引起地下水位上抬,坡体有效应力降低,抗剪能力削弱,导致边坡稳定性明显降低。③采取前缘压脚防护措施可有效提高岸坡整体稳定性,压脚前后岸坡多滑移模式的安全系数提高约0.01~0.30。

摘要：隧道锚作为悬索桥相对新型的锚固形式,对其理论和实践认知都还比较欠缺。首先从抗拔承载安全和锚碇变形控制两方面归纳了当前隧道锚工程普遍采用的安全控制指标;然后分别总结了隧道锚承载能力和变形特征的研究方法;对项目团队20年来针对10余个隧道锚工程所开展的专题研究成果进行总结,得出目前已建和在建隧道锚在主缆数万吨级荷载下的变形普遍为mm级、隧道锚的超载稳定性系数普遍大于7的结论,说明目前已建和在建隧道锚存在较大安全裕度,隧道锚设计还存在一定优化空间;同时指出目前规范建议的隧道锚变形控制标准是基于桥梁结构提出的,没有考虑锚体自身及围岩等材料对变形的限制要求;总结出隧道锚承载能力主要是锚体混凝土及围岩系统的承载能力,没有考虑钢绞线材料强度等其他可能控制锚碇系统承载能力的因素。研究结论具有其特定条件和适用范围,后续对隧道锚系统的承载机制等科学问题还有待进一步研究。

摘要：水布垭水电站混凝土面板堆石坝高达233m,垫层料的良好性能对于大坝的变形和渗流控制极为重要。文中介绍了基于混凝土面板堆石坝工程建设经验以及水布垭水电站可行性研究阶段试验成果确定的垫层功能要求和垫层料具体设计要求,垫层料的渗透性和渗透变形特性在设计要求中占有重要的位置,详细介绍了施工设计阶段针对垫层料进一步开展的系列渗透变形试验。水平试验取得的渗透系数、临界比降、破坏比降均有大于垂直试验值的趋势,水平试验模型更接近垫层实际填筑情况及其中的水流流态,所以水平试验成果更反映垫层的工程特性;随着垫层料级配和密度的变化,其渗透系数变化范围较大,总体上满足10-4～10-2cm/s渗透系数的要求。但是,粗级配和低密度试样的渗透系数超越设计要求的上限值;临界比降和破坏比降随着垫层料级配和密度的变化没有呈现明显的规律变化,试样内部结构欠稳定。研究成果进一步说明,垫层料级配和填筑密度控制非常重要,垫层的渗透稳定性有赖于过渡区提供有效的反滤保护作用。

摘要：为在深厚覆盖层上高土质心墙堆石坝的设计中准确预测混凝土防渗墙的应力,开展了防渗墙刺入黏土的模型试验,利用CT断层扫描获得了防渗墙顶端土体的变形性状;提出在防渗墙顶端与土体的法向接触模拟中,应采用柔性法向接触本构模型;建立了有限元模型,研究了刚柔性法向接触对混凝土防渗墙应力的影响。结果表明:防渗墙顶端切削周边土体,发生了明显的刺入位移;刚性法向接触本构模型不允许接触面发生嵌入,因而防渗墙顶端周边土体对防渗墙的约束效应过于强烈,导致防渗墙顶端较高的压应力;柔性法向接触本构模型允许一定程度的接触面嵌入,接触面嵌入位移可理解为实际刺入位移,可较好地模拟实际工程中防渗墙刺入黏土的冲切破坏现象。

摘要：桩端承载力是扩底桩承载力的主要组成部分,如何定性、定量地评价其承载机制是扩底桩设计的关键。通过扩底桩的模型试验,对扩底桩桩端承载机制进行了探讨分析,得出了以下结果:扩底桩承载力的大小受桩端阻力的发挥程度控制。扩底桩桩端承载力和桩周摩阻力发挥的不同步程度要比非扩底桩的显著。扩底桩桩端极限破坏形状与非扩底桩的不同,类似于逆向的锚板基础破坏形状。由于扩底部的存在,使得桩端地基承载力强度有所下降;在扩底桩桩端承载力设计计算时,必须进行因扩底引起桩端承载力降低的修正。

摘要：工程中应用土工合成材料时必需考虑其流变特性的影响,流变特性一般指蠕变、松弛、长期强度等方面的性质。当前在土工合成材料设计强度值的选择中,为考虑蠕变影响,往往对其极限强度乘一个蠕变折减系数后加以使用。这个系数如何取值对工程的安全性和经济性影响很大。由于对该系数研究不够,国际和国内都存在很大分歧,一般都取得十分保守。土工合成材料蠕变试验成果表明,蠕变的影响与作用的荷载水平关系很大,当荷载水平小于某一临界值时,材料的变形将渐趋稳定,不会导致蠕变破坏。而根据国内外大量工程实测资料表明,加筋土结构中筋材所受的力很小,仅及设计预测值的几分之一,甚至只有5%,变形也远低于预测值,筋材最大的受力和变形发生在施工结束时。同时,实测资料表明,土体中筋材存在松弛现象,它将减轻蠕变的影响。根据有关的机理分析、试验数据和实测资料,对筋材强度折减系数的合理取值提出了建议。

摘要：结合实际工程需要,建立片帮分级标准,在此基础上提出由片帮发育部位和发育程度推测主应力方向的相关方法;同时,结合室内试验、切片扫描等手段,深入研究片帮面上拉张裂纹的成因机制,给出由拉张裂纹延伸方向确定初始地应力方向的方法。最后以我国西南一水电工程为例,基于坝址区片帮和拉张裂纹的调研结果,推测坝址区大主应力方向及其变化规律,对地应力测试工作形成有效补充,为后期工程设计提供支撑。