浅谈土石坝心墙料水力劈裂特性试验研究

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1、长江科学院硕士学位论文土石坝心墙料水力劈裂特性试验研究姓名：孔宪勇申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：程展林20090601摘要心墙作为土石坝中重要的结构组成部分，其心墙特性是研究的重点，而其中心墙水力劈裂问题更是工程界普遍关注又亟待解决的关键问题之一。本文依托云南塔城~上江土石坝研究项目，对心墙水力劈裂问题进行了较为详细的研究，解释了心墙水力劈裂的发生机理。其文章包含两个部分。第一部分研究了不同掺砾比心墙料的力学特性。主要将土料和砂砾石按照不同的掺砾比进行掺和，进行了压缩试验和三轴成孔排水试验，在进行三轴成孔排水试验时，选用了长江科学院自行研制的大型三轴加速排水试样成孔制样器，并验证

2、了由该仪器制得的试样不影响其力学特性。最后根据得到的试验结果选择一种最适宜的掺砾比。同时为心墙料的水力劈裂问题提供了定性的参考。第二部分在水力劈裂试验概化模型的基础上，借助直径为101mm的常规三轴仪，自行设计了水力劈裂试验。通过试验得到了在不同条件下，劈裂水压力与最小主应力的关系。同时引入CT技术，对试验结果进行了可视化。最后通过综合分析，认为在实际工程中，土石坝心墙很难发生水力劈裂。本文最后对全文的主要工作做了总结,对今后的研究工作进行了展望。关键词：土石坝心墙力学特性水力劈裂CT可视化ABSTRACTThecoreofearth-rockfilldamplaysanimportantr

3、oleinthestructureofthedam,andthestudyofitscharacteristicissignificant.What’smore,thehydraulicfracturingincoreofearth-rockfilldamisfocusedonbymanyengineersandbecomesoneofthecrucialproblemswhichneedtobesolvedquickly.BasedontheprojectoftheTacheng~Shangjiangearth-rockfilldam,thisarticlehasadetailedrese

4、archonthehydraulicfracturing,andexplainsitsessence.Thearticleincludestwoparts.Thefirstpartstudiesthemechanicscharacteristicsofthecoreofdamwhichisconstitutedwitherathandgravelindifferentproportion.Aftermixingearthandgravel,themixedmaterialisusedinthecompressiontestandtheconsolidateddrainedtriaxialte

5、st.Also,anewkindofapparatuscalled“Largescaletriaxialsamplestilettoapparatus”isusedinthetriaxialtest.ItisinventedbyChangjiangScientificResearchInstitution.Ithasbeenprovedthatthereisn’tinfluencetothemechanicscharacteristicsofthesamplewhichismadebytheapparatus.Accordingtothefinalresults,abestmixedprop

6、ortionischosen.Also,theresearchoffersaqualitativereferencefortheproblemofhydraulicfracturing.Theresearchofsecondpartisbasedontheconceptualmodelofhydraulicfracturingtest.Usingthenormaltriaxialapparatus(thediameterofthesampleis101mm),thetestisdesigned.Andtheresultshowstherelationshipbetweenthepressur

7、eofhydraulicfracturingandminimumprinciplestress.Inthesametime,theCTtechnologyisbroughtintohavearesearchonvisualizationforthebrokensample.Accordingtocomprehensiveanalysis,itisthoughtthathydraulicfracturingin