【摘 要】
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渗流是大坝建设中普遍关心的一个问题,也是影响大坝安全和耐久性的重要因素之一。自2003年以来,作为一种由堆石混凝土新技术发展而来的堆石混凝土坝,其渗流方面的研究很少,多数研究集中于堆石混凝土本身。但堆石混凝土坝的形成有其自身的特点:一是骨料粒径大,一般在30～100cm之间;二是依靠自密实混凝土自动填充形成;三是坝体通仓分层浇筑上升。基于以上堆石混凝土坝的特点,其渗流特性与常规混凝土坝相比势必会有
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渗流是大坝建设中普遍关心的一个问题,也是影响大坝安全和耐久性的重要因素之一。自2003年以来,作为一种由堆石混凝土新技术发展而来的堆石混凝土坝,其渗流方面的研究很少,多数研究集中于堆石混凝土本身。但堆石混凝土坝的形成有其自身的特点:一是骨料粒径大,一般在30～100cm之间;二是依靠自密实混凝土自动填充形成;三是坝体通仓分层浇筑上升。基于以上堆石混凝土坝的特点,其渗流特性与常规混凝土坝相比势必会有所区别,因此对堆石混凝土坝进行渗流的分析、研究渗流影响因素以及构建合适的模型来了解其渗流状况,为实际工程建设的指导与发展具有重要意义。论文从试验、实际工程和模拟等方面出发,结合宏-细观角度对渗流加以分析,主要研究内容及成果包括以下4点:（1）开展基于缩尺的相对混凝土抗渗性试验,根据实际工程材料设计并完成了对堆石混凝土、块石与自密实混凝土之间的界面、坝体层间、块石大小和块石摆放形态渗透系数的测定,以及分析了它们各自对渗流产生的影响,结果揭示堆石混凝土中界面抗渗性较弱并能影响渗流的分布,而坝体层间是抗渗性最薄弱的位置,主要受粉状物、堆石垫层接触面两个因素影响。（2）进行了堆石混凝土坝实测渗流监测资料分析,并基于钻孔压水换算渗透系数理论,求出原位试验下的坝体渗透系数。通过对比方法,分析了碾压混凝土坝与堆石混凝土坝室内外渗透系数的差异,进一步揭示了堆石混凝土坝的渗透性能。（3）基于GJK算法理论,利用MATLAB编写了快速生成二维、三维随机骨料模型的程序,建立了符合堆石混凝土坝的三相介质细观模型,为非均质堆石混凝土坝的渗流模拟奠定了基础。（4）基于有限元渗流理论,采用变单元渗透系数法并结合试验渗透系数测定值,对堆石混凝土坝稳定渗流场进行了模拟分析。通过二维模拟及对比,得出了不同堆石特性、不同防渗层厚度、不同层间状况下的渗流场分布,表明受堆石与层间状况的影响,堆石混凝土坝渗流特性区别于常规均质混凝土坝,尤其对水力坡度这一渗流要素表现特别明显。再通过三维模拟及对比,得出二维非均质模型能较真实反映渗流场变化趋势,可作为堆石混凝土坝渗流场模拟的简化。
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