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冲击碾压法加固堰塞坝料的室内模型试验研究

占鑫杰 李文炜 杨守华 朱群峰 许小龙 黄慧兴

占鑫杰,李文炜,杨守华,等. 冲击碾压法加固堰塞坝料的室内模型试验研究[J]. 水利水运工程学报,2023(4):138-146. doi:  10.12170/20220224001
引用本文: 占鑫杰,李文炜,杨守华,等. 冲击碾压法加固堰塞坝料的室内模型试验研究[J]. 水利水运工程学报,2023(4):138-146. doi:  10.12170/20220224001
(ZHAN Xinjie, LI Wenwei, YANG Shouhua, et al. Model test study on landslide dam material improvement by rolling dynamic compaction[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023(4): 138-146. (in Chinese)) doi:  10.12170/20220224001
Citation: (ZHAN Xinjie, LI Wenwei, YANG Shouhua, et al. Model test study on landslide dam material improvement by rolling dynamic compaction[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023(4): 138-146. (in Chinese)) doi:  10.12170/20220224001

冲击碾压法加固堰塞坝料的室内模型试验研究

doi: 10.12170/20220224001
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC1508504)
详细信息
    作者简介:

    占鑫杰(1986—),男,湖北浠水人,高级工程师,博士,主要从事地基处理、基础工程和环境岩土工程研究。E-mail:xjzhan@nhri.cn

  • 中图分类号: TU472.3

Model test study on landslide dam material improvement by rolling dynamic compaction

  • 摘要: 为丰富堰塞坝开发利用理论,探究适宜堰塞坝料的密实方法和设计参数,研究了冲击碾压方法对堰塞坝料的密实效果和密实机理。基于相似定律设计了不同冲击轮质量及牵引速度的天然堰塞坝料室内冲击碾压模型试验,综合采用宏-细观方法测试了冲击碾压后的动应力发展传播规律、变形特性、颗粒运动和加固效果等。试验结果表明:(1)冲击轮引起的冲击荷载为三角形脉冲荷载,产生的接触应力随着牵引速度和冲击轮质量的增大而增大,引起的地基动土应力随着碾压遍数的增加而增加;(2)冲击碾压对堰塞坝料地基表层的加固效果良好,地基内部动土应力和位移皆随深度迅速减小,深度3.6 m范围内的堰塞坝料强度提升明显;(3)提高冲击轮的速度对加固效果的影响更大,可以有效提高冲击动应力,进而使得冲碾加固效果向深层传递;(4)满足易贡堰塞坝料的冲击碾压参数为:冲击轮质量13.5 t,牵引速度3.46 m/s,碾压遍数12。
  • 图  1  模型装置示意及实物

    Figure  1.  Schematic diagram of model device

    图  2  堰塞体原状材料和试验材料的级配曲线

    Figure  2.  Gradation curve of undisturbed material and test material of landslide dam

    图  3  冲击碾压荷载作用下堰塞坝料的典型接触应力测试结果

    Figure  3.  Test results of typical contact stress of landslide dam material during rolling dynamic compaction

    图  4  不同深度动土应力峰值随冲击碾压遍数变化

    Figure  4.  Variation of dynamic stress peak value with number of passes at different depths

    图  5  堰塞坝料地基中动应力峰值随深度的衰减规律曲线

    Figure  5.  Attenuation curve of dynamic stress peak value with depth in landslide dam material foundation

    图  6  堰塞坝料地基表面沉降与碾压遍数的关系

    Figure  6.  Relationship between surface settlement of landslide dam material and number of passes

    图  7  不同牵引速度下模型地基比贯入阻力与深度的关系

    Figure  7.  Relationships between specific penetration resistance and depth of model foundation under different traction speeds

    图  8  堰塞坝料散斑的制作

    Figure  8.  Fabrication of material speckle in landslide dam material

    图  9  堰塞坝料强夯及冲击碾压加固颗粒运动情况

    Figure  9.  Movement of reinforcement particles of landslide dam material by rolling dynamic compaction

    表  1  冲击碾压试验原型与模型参数对照

    Table  1.   Comparison of parameters for inrolling dynamic compaction between prototype and model test

    序号冲击轮质量/kg冲击轮外接圆直径/cm牵引速度/(m·s−1
    原型模型原型模型原型模型
    1 7 300 4.22 210 17.5 1.73 0.5
    2 7 300 4.22 210 17.5 3.46 1.0
    3 13 500 7.81 210 17.5 1.73 0.5
    4 13 500 7.81 210 17.5 3.46 1.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-24
  • 网络出版日期:  2023-07-04
  • 刊出日期:  2023-08-15

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