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胶凝砂砾石材料是指在天然级配的砂石料中掺入少量的水泥,使砂砾料从散粒体变成连续的胶结体,由此产生的筑坝材料就有很多优点:①水泥用量低,则水化热低,施工不存在温控问题;②对骨料要求低,可以就地取材,直接利用坝址河床开挖出来的砂砾石及枢纽建筑物开挖丢弃的砂砾石、石渣等;③胶凝砂砾石的使用,减少了水利工程对施工环境的影响。胶凝砂砾石材料坝是介于面板堆石坝与碾压混凝土坝之间的新坝型,也是一种环保坝型。 本文在水利部重点项目“超贫胶结材料坝研究”合同编号(S29509)试验基础上,结合中国水利水电科学研究院开放研究基金“基于三轴试验的胶凝砂砾石材料力学性能研究”,对胶凝砂砾石材料进行常规材料抗压试验及三轴试验,对胶凝砂砾石材料特性的试验研究;在试验基础上,对材料本构模型进行研究,选定本构关系,求出模型参数;参照已建工程对胶凝砂砾石材料坝的施工技术进行初探。主要内容如下: 1、针对不同级配的砂砾料分别进行胶凝材料(水泥+粉煤灰)含量为(40+40)、(50+30)、(60+20)kg/m3时的抗压试验及三轴剪切试验,研究应力应变关系曲线,确定相应的抗剪强度指标及残余强度。研究材料强度与骨料级配和胶凝材料含量之间的变化规律,给出不同骨料级配在不同胶凝材料含量时所能达到的强度的基本范围,便于实际工程的参考和应用。 2、在大量三轴试验结果的基础上,分析应力应变关系曲线,分析比较适合胶凝砂砾石材料特性的本构模型,研究确定合理的胶凝砂砾石材料本构模型,并对模型的参数选择及材料软化特征等进行研究,得出合理的模型参数,为胶凝砂砾石材料坝安全评价和理论分析提供依据。 3、根据福建洪口水电站上游CSG围堰的材料试验、体型设计、现场施工,并结合国内外胶凝砂砾石材料筑坝技术的相关资料,对胶凝砂砾石材料的施工工艺做进一步系统总结,实现对施工工艺的初步探索。 希望通过本文所作的工作,为胶凝砂砾石材料坝后续的深入研究提供参考,对这种新型材料坝的推广起一定的促进作用。