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胶凝砂砾石材料(Cemented Sand and Gravel,简称为CSG)坝是一种介于面板堆石坝与碾压混凝土坝之间的新坝型。胶凝砂砾石坝的主体材料是胶凝砂砾石材料,既非砂砾料又非混凝土,而是一种由砂砾料和胶凝材料组成的集合体,是使用少量的胶凝材料和工程现场不筛分、不水洗的砂砾石料,通过拌和、摊铺、振动碾压后形成的具备一定强度和抗剪性能的材料。胶凝砂砾石坝在国际国内上的曾用名称有:CSG Dam、Trapezoidal CSG Dam、Hardfill Dam、贫胶渣砾料碾压混凝土坝、对称硬填方面板坝、硬填料坝、贫胶粗粒料坝、超贫胶结材料坝等。 由于胶凝砂砾石材料坝没有现行的设计标准进行指导,故本文结合水利部公益性行业科研专项经费项目“胶凝砂砾石材料力学特性、耐久性及坝型研究”,通过大量计算分析胶凝砂砾石材料坝的坝体剖面形式的影响因素。主要完成了以下几方面的工作: 1、通过材料力学性能试验对胶凝砂砾石材料的基本性能进行研究,充分掌握胶凝砂砾石材料的力学特性,并分析不同水泥含量、不同水胶比、不同砂率对胶凝砂砾石材料力学特性的影响规律; 2、在试验所得数据的基础上,通过计算分析,分别从土石坝和重力坝设计理论角度研究胶凝砂砾石坝的剖面设计规律; 3、分析不同水泥含量、不同水胶比、不同砂率对胶凝砂砾石材料坝剖面形式的影响规律,并提出对应的临界坡比; 4、对胶凝砂砾石坝进行ANSYS有限元分析,校核所得临界边坡对坝体应力分布的影响,验算坝体的整体抗滑稳定及沿坝体层面的稳定。 笔者希望通过本文所做出的的探讨和研究,可以为这种新坝型的研究推广提供有益的指导和启发。