高土石坝粗粒料试验新方法与变形分析及应用

  • 获奖名称: 高土石坝粗粒料试验新方法与变形分析及应用
  • 获奖等级: 二等奖
  • 获奖类别: 湖北省科学技术进步奖
  • 授奖单位: 湖北省人民政府
  • 完成单位: 长江水利委员会长江科学院、长江勘测规划设计研究有限责任公司、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司
  • 获奖年度: 2014
  • 获奖人员: 程展林、郭熙灵、余挺、潘家军、左永振、徐晗、饶锡保、李永红、李玫、曹艳辉
  • 成果简介:项目背景情况 土石坝作为水利水电工程中常用挡水建筑物，其工程安全性关系到国家经济、社会可持续发展。面对复杂条件下的高土石坝，急需创新粗粒土工程特性试验方法和突破大坝变形分析理论。项目组在国家“十一五”科技支撑、国家自然科学基金和多个水利水电工程项目资助下，经过10多年长期不懈的试验研究、科学分析、工程应用以及不断的凝练与总结，实现了多项创新与突破，成功解决了复杂条件下高土石坝工程勘测设计、施工及运行中的一系列重大技术难题，取得了巨大的经济和社会效益。 主要技术创新 （1）首次试验证明了动力触探杆长修正遵循弹性碰撞理论，研发了新型大旁胀量的旁压仪探头。在此基础上，首次提出了利用旁压或动探试验间接确定超百米级深厚覆盖层现场密度的试验方法，解决了深厚覆盖层工程特性测试难题。 （2）研发了新型CT三轴仪、大型平面应变仪和三轴试验外体变高精度测量装置；基于CT机的高空间、时间分辨率及多维重建图像功能，耦合CT三轴仪实现了粗粒土组构要素的定量测量；基于砂芯加速排水原理，研制了试样成孔制样器，解决了心墙料大尺寸试样难以饱和固结的技术难题，形成了一套完整的粗粒土工程特性试验新方法，填补了国内外空白。 （3）基于粗粒土工程特性试验新方法，首次试验证明了同一种粗粒土不同应力状态下的最小能比系数为一常数的变形规律，提出了三参量非线性剪胀本构模型，为合理分析高土石坝应力变形提供了理论支撑。 （4）基于粗粒土湿化变形试验方法，揭示了粗粒土的湿化变形机理与变形规律，提出了堆石体六参数湿化模型，为合理分析高土石坝湿化变形提供了理论支撑。 推广应用情况 成果获发明专利2项和实用新型专利6项；修编水利行业规程规范1项；出版相关专著1部；发表相关论文72篇，其中32篇被SCI/EI/ISTP收录。成果先后已在水布垭、双江口、长河坝、两河口、猴子岩、卡基娃、乌东德、白鹤滩、塔城、密松、丹巴等多个国内外重大水利水电工程中得到推广与应用，解决了一系列坝基覆盖层与筑坝材料工程特性、高土石坝变形预测方面的重大技术难题，提升了高土石坝工程研究的理论水平，促进了研究方法的创新和发展，推动了水利科技进步，取得了显著的经济社会效益。