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1 浇筑式沥青混凝土防渗技术发展概况1

1.1 国外发展概况1

1.2 国内发展概况1

2 浇筑式沥青混凝土防渗形式与结构设计3

2.1 沥青混凝土防渗结构的特点3

2.1.1 沥青混凝土防渗心墙的特点3

2.1.2 挂板沥青混凝土防渗结构特点4

2.2 浇筑式沥青混凝土防渗层的工程特性4

2.2.1 不透水性及稳定性4

2.2.2 挠曲性能4

2.2.3 心墙裂缝自愈功能4

2.2.4 低温性能5

2.2.5 工作温度状态下的抗剪强度与变形性能5

2.2.6 其他优点6

2.3 浇筑式沥青混凝土心墙结构设计6

2.3.1 浇筑式沥青混凝土心墙主要设计技术要求6

2.3.2 浇筑式沥青混凝土防渗心墙厚度设计7

2.3.3 浇筑式沥青混凝土心墙支护结构设计8

2.3.4 沥青混凝土心墙堆石坝过渡层设计9

2.3.5 心墙与坝基连接设计11

2.3.6 心墙的流变与水力劈裂13

2.3.7 心墙与溢洪道边墙连接设计14

2.3.8 心墙与防浪墙连接设计14

2.4 挂板沥青混凝土防渗结构设计15

3 浇筑式沥青混凝土配合比设计与性能试验研究17

3.1 沥青混凝土原材料17

3.1.1 石油沥青17

3.1.2 填料26

3.1.3 骨料28

3.2 沥青混凝土配合比33

3.2.1 矿料级配设计34

3.2.2 沥青掺量选择35

3.3 浇筑式沥青混凝土性能试验研究35

3.3.1 浇筑式沥青混凝土密实性试验36

3.3.2 浇筑式沥青混凝土的抗拉强度与拉伸变形试验36

3.3.3 浇筑式沥青混凝土的耐水性及抗压强度37

3.3.4 浇筑式沥青混凝土的变形性能试验37

3.3.5 浇筑式沥青混凝土的抗渗性能38

3.3.6 浇筑式沥青混凝土的抗流变稳定性38

3.3.7 浇筑式沥青混凝土的三轴剪切试验39

3.3.8 推荐的配合比40

4 沥青混凝土三轴及压缩蠕变性能研究42

4.1 沥青混凝土三轴试验研究42

4.1.1 试验原材料42

4.1.2 试验配合比42

4.1.3 三轴试验装置及试验过程42

4.1.4 试验结果分析44

4.1.5 试验总结47

4.2 沥青混凝土压缩蠕变性能研究55

4.2.1 试验目的55

4.2.2 混合料的物理性状55

4.2.3 试件的尺寸与制作55

4.2.4 试验方法56

4.2.5 沥青的劲度及流变模型57

4.2.6 温度对沥青劲度的影响58

4.2.7 压力对沥青流变性质的影响59

4.2.8 沥青混凝土的流变59

4.2.9 沥青混凝土的黏弹特性与流变模型60

4.2.10 密级配沥青混凝土的流变模型61

4.2.11 试验结果及分析65

4.2.12 蠕变与各因素间的关系66

4.2.13 沥青混凝土的劲度与各因素的关系68

4.2.14 模型理论预测值与实验结果的比较69

4.2.15 试验总结70

5 浇筑式沥青混凝土心墙坝抗震试验研究74

5.1 试验项目的主要研究内容74

5.1.1 小比尺断面动力模型试验74

5.1.2 大比尺断面动力模型试验74

5.2 试验及试验设备与测试系统74

5.3 模型设计与制作75

5.4 模型试验的基本理论概述76

5.4.1 心墙材料的相似准则76

5.4.2 坝体堆石材料相似准则77

5.5 试验方法与试验内容78

5.6 试验结果分析80

5.6.1 微振加速度分析80

5.6.2 破坏试验成果分析81

5.7 关于护墙问题的讨论87

5.8 沥青混凝土心墙坝的强度和稳定性讨论88

5.9 动力试验小结88

6 浇筑式沥青混凝土心墙的沉降量和沉降速度90

6.1 心墙结构与原材料条件90

6.2 无副墙浇筑式沥青混凝土心墙的沉降量和沉降速度计算90

6.3 有副墙浇筑式沥青混凝土心墙的沉降量和沉降速度计算92

7 浇筑式沥青混凝土心墙土石坝应力-应变本构模型与力学特性96

7.1 堆石坝坝体材料的计算模型96

7.2 层状砌块体的计算模型97

7.2.1 层状砌块体的当量模量97

7.2.2 层状砌块体的当量泊松比99

7.2.3 层状砌块体的当量剪切弹性模量99

7.3 沥青混凝土瞬时静态应力-应变关系100

7.3.1 沥青混凝土的切线模量100

7.3.2 沥青混凝土的破坏准则101

7.3.3 沥青混凝土的切线泊松比101

7.3.4 初始切线模量102

7.4 沥青混凝土长期荷载下的应力-应变关系102

7.4.1 基本力学元件102

7.4.2 沥青混凝土流变模型103

7.4.3 沥青混凝土与Voigt模型和Burgers模型的关系104

7.5 复杂应力状态下蠕变应力-应变关系105

7.5.1 积分型流变本构方程105

7.5.2 复杂应力状态下蠕变积分本构关系106

7.6 坝体蓄水后的应力和变形108

7.6.1 水压力109

7.6.2 上浮托力109

7.6.3 湿化变形109

7.7 沥青混凝土心墙与副墙间接触面的变形特性109

7.7.1 心墙与副墙间接触面的法向变形110

7.7.2 心墙与副墙间接触面的剪切变形110

7.8 沥青混凝土心墙与副墙间接触面的强度特性111

8 浇筑式沥青混凝土心墙坝非线性有限元分析若干问题114

8.1 蠕变对沥青混凝土心墙坝的影响114

8.1.1 丢恩沥青混凝土心墙主坝的计算分析114

8.1.2 蠕变参数对计算结果的影响116

8.1.3 考虑蠕变时心墙对大坝应力位移的影响118

8.2 局部应力分析（增量法局部应力算法）119

8.2.1 局部应力算法119

8.2.2 增量法局部算法120

8.3 沥青混凝土心墙非线性应力分析122

8.3.1 坝体有限元分析123

8.3.2 迭代过程123

8.4 积分型黏弹性本构方程及其有限元解法123

8.4.1 本构关系123

8.4.2 计算方法124

8.5 积分型黏弹性本构方程逐步求解法125

8.5.1 ［K（t）］e的计算125

8.5.2 ？［K（t—θ）］？dθ的计算125

8.5.3 算例126

8.6 接触面单元非线性模型及有限元分析130

8.6.1 接触面单元非线性模型130

8.6.2 破坏单元应力调整131

8.6.3 算例131

8.7 沥青混凝土心墙与副墙间接触面力学参数模拟计算132

9 浇筑式沥青混凝土心墙坝抗震计算135

9.1 动力分析模型135

9.2 工程算例136

9.2.1 沥青配合比（质量百分数）与物理力学性能136

9.2.2 坝体砂砾料与堆石料的力学特性136

9.2.3 碎石排水层及碎石过渡层137

9.2.4 坝体上部结构砌体137

9.2.5 坝基天然容重137

9.2.6 邓肯-张模型应力-应变计算参数137

9.2.7 动力分析参数137

9.3 分析工况和有限元网格剖分138

9.4 动力分析138

10 浇筑式沥青混凝土防渗工程实例139

10.1 白河水电站浇筑式沥青混凝土心墙坝设计与施工139

10.2 库尔滨水电站浇筑式沥青混凝土心墙坝设计与施工140

10.3 西沟水电站浇筑式沥青混凝土心墙坝设计与施工141

10.4 宝山水电站浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝设计与施工142

10.5 富地营子水库浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝设计与施工143

10.6 新疆恰甫其海上游围堰沥青混凝土防渗设计与施工145

10.6.1 沥青混凝土心墙设计145

10.6.2 沥青混凝土心墙施工146

10.7 丰满大坝沥青混凝土挂板防渗设计与施工146

10.8 大连大西山水库大坝沥青混凝土挂板防渗设计与施工147

10.9 三家子水库大坝沥青混凝土挂板防渗设计与施工148

10.10 俄罗斯浇筑式沥青混凝土心墙的设计与施工149

10.10.1 浇筑式沥青混凝土心墙的设计149

10.10.2 浇筑式沥青混凝土心墙的施工150

11 浇筑式沥青混凝土心墙新发展151

11.1 利用滑动模板施工的新型复合心墙151

11.2 浇筑式沥青混凝土新型防渗心墙的施工工艺151

11.2.1 试验场地与气候条件151

11.2.2 模板结构151

11.2.3 铺筑试验成果152

11.3 振捣式沥青混凝土心墙施工模拟试验155

11.3.1 施工模拟试验条件155

11.3.2 试验用施工配合比155

11.3.3 振捣式沥青混凝土混合料温度156

11.3.4 振捣式沥青混凝土振捣设备157

11.3.5 试验成果分析157

11.4 负温振捣施工沥青混凝土三轴试验成果161

11.4.1 试件的成型状况及试验条件161

11.4.2 试验曲线和结果分析161

11.5 沥青混凝土防渗心墙的振捣施工168

11.5.1 振捣式沥青混凝土的施工准备168

11.5.2 振捣式沥青混凝土的施工169

参考文献171