坝基粉煤灰透水层的动力试验及分析

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1、第!"卷增刊第!期水利水电科技进展!##"年$!月%&’(!")*++’,-,./0&(!1234.5,67.)57,.5,4.28,59.&’&:;&<=4/,>?,6&*>5,6@,5(!##"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!坝基粉煤灰透水层的动力试验及分析段瑞明（华东电力设计院，上海!###BC）摘要：结合洛河电厂二期灰坝工程设计，对利用粉煤灰作为灰坝与复合地基之间的透水层材料进行动力试验及分析(在前期所做的透水层粉煤灰静力试验基础上，对动力试验方案进行优化，筛选出透

2、水层粉煤灰满足液化强度要求的级配、相对密度，建立了透水层粉煤灰不同围压时的统一液化公式(利用最大孔隙水压力对孔隙水压力进行归一化，提出粉煤灰振动孔隙水压力公式和动力残余应变公式(在试验基础上，提出了粉煤灰坝的动力有限元计算方法，在粉煤灰的非线性应力应变关系中引入了振动应变项，从而可计算出地震期间和地震后透水层粉煤灰孔隙水压力的增长、扩散和消散及土的残余变形发展的全过程(调试了适合粉煤灰与黏土共同作用在灰坝内的二维、三维动力协同分析方程，对灰坝的两种工况进行二维有效应力动力反应计算分析，证明了粉煤灰取代砂子作为透水层材料是完全可行的(关键词：粉煤灰；坝基透水层；动力试

3、验中图分类号：8%D!EC；8FD$$(G文献标识码：1文章编号：$##B!HBD（H!##"）)!!##$G!#C在洛河二期灰坝设计中，根据地基条件，需要在步计算，逐步优化坝型结构，最后确定出在复合地基基均质土坝和复合地基之间铺设一层透水垫层，考虑础上的土灰混合坝型结构($利用渗流计算程序，分到当地砂料造价远高于粉煤灰，二期灰场又紧邻一别计算灰坝在施工和运行情况下的渗流浸润面，为下期灰场，以一期灰场粉煤灰作为透水层取代砂，既可一步的坝坡稳定计算以及有效应力静动力分析服务(大大降低工程造价，变废为宝，又能扩大一期灰场的%利用坝坡稳定分析计算程序，分别对灰坝在施工和库

4、容量(由于粉煤灰颗粒细、密度小、孔隙比大、不具运行两种情况下进行稳定分析计算(&在满足坝坡稳塑性，在静力和地震作用下极易产生流动性的液化定前提下，利用二维、三维有效应力静动力稳定分析程破坏，作为筑坝材料其稳定性究竟如何，需作系统的序，在地震作用下，对灰坝在施工和运行两种情况下进试验研究(行液化分析(’通过试验和计算分析，为优化灰坝提供同济大学和华东电力设计院受淮南洛河电厂委了施工图设计依据，并作了经济分析比较(托，对用粉煤灰代替砂子作为坝体透水材料这一课题!粉煤灰动力性质试验进行了系统研究，首先对粉煤灰进行室内静动力试验，建立了数学模型，然后对灰坝进行静动力分析和渗

5、流、!(!试验方案的确定稳定分析，为优化坝型和施工图设计提供了依据(粉煤灰颗粒级配离散性很大，中、粗、细分别依具体工作内容如下："通过大量试验，首先确定排灰口从近到远分布!首先必须明确用什么样的灰粉煤灰的静态应力应变模型、静态孔压模型；其次，在筑坝才能满足抗液化要求!为此，参照其他工程中粉动力作用下，通过优化试验方案，寻找满足抗液化强煤灰动力指标，通过总应力法计算初选满足筑坝要度要求的粉煤灰级配、相对密度，建立粉煤灰抗液化求的粉煤灰!通过初步计算，H度地震烈度下液化时强度公式；研究粉煤灰孔压发展规律，确定孔压模型及最大动剪应力比不超过#I!，而要保证所选粉煤灰其参数

6、；确定粉煤灰的动模量、阻尼比参数；研究粉煤满足抗液化要求，其抗液化强度应力比与总应力法灰的动残余变形规律，确定动残余变形公式及参数(#计算得到的最大动剪应力比值必须大于$I#，故所在初步确定的坝型结构基础上，通过上述试验以及初选粉煤灰抗液化强度应力比!2（"!!C）大于#I!!作者简介：段瑞明（$A"#—），男，上海人，高级工程师，硕士，从事水工结构设计研究(·$G·水利水电科技进展，!##"，!（")!）#$%：#!"!GCHGBCC"&’()*%：+,J--.!$/.!01-223：""445!--.!$/.!01为了选取抗液化强度应力比!!（!"!#）大于$%

7、"序优化，以及坝的结构优化3的粉煤灰，选料试验首先在粗、中、细灰料中进行，在透水材料优化是通过室内土工试验寻找大于某!!（!"!#）"#曲线中看出，相对密度在$%&’、固结比一不液化的粉煤灰级配相对密度、施工速率及方法$()*%$时细灰抗液化强度比明显低于$%"，因此完实现3数学模型优化是建立在不液化的粉煤灰的动力试验基础上，寻找出更接近于材料性能的数学力全用细灰作透水材料是不可行的%接下来对中灰及学模型3主要建立起合适的抗液化强度公式、动残余粗灰进行配比，考虑实际工程中掺入细灰的不可避强度公式以及动剪切模量、阻尼比系数等3免性，因此透水材料暂按粗+中+细分别为