针对破碎性粗粒料开展了 5种不同初始级配下的三轴剪切压缩破碎特性试验,研究了级配和围压对粗粒料压缩破碎特性的影响,分析了三轴剪切路径下的应力变形特性、剪胀关系、不同状态下的e-p关系及颗粒破碎率等规律.试验结果表明,当粗粒料初始级配的分形参数在D=2.2附近时,制样密度、剪切模量及材料的剪胀性均有极大值;随着初始级配分形参数D的增大,三轴剪切完成时的颗粒破碎率单调递减;伴随着颗粒破碎的发展,试验完成后不同初始级配的试样有收敛于唯一最终孔隙比的趋势.

河床地形是影响面板堆石坝应力变形特性的重要因素.应用非线性有限元方法,对坝基倾向下游及河床中部存在凸起的某在建面板堆石坝进行研究,得出存在该地形的面板堆石坝的应力变形规律.结果表明:坝基倾向下游地形会扩大坝体向下游位移区域、增大向下游位移数值并使最大沉降位置向下游偏移;同时会使面板靠近趾板附近产生拉应力;河床中部凸起地形会将坝体位移分布规律在此处分为对称的两个区域,且凸起附近坝体应力等值线较密集,应力数值较大.面板在凸起两侧轴向位移相反,该处面板出现拉应力的同时,垂直缝张开,对止水系统不利.

为分析土工袋袋内土体强度与剪胀特性,将土工袋看作一种加筋土,尝试采用常规加筋土"等效围压理论"解释土工袋加固原理,在此基础上研究编织袋张力对袋内土体强度和剪胀特性的影响,并通过离散单元法建立了土工袋双轴数值模型对理论结果进行验证.结果表明,编织袋张力提高了袋内土体强度,其强度提高值在平均应力与剪应力平面表示为一附加截距;经编织袋加固后的土体剪缩现象更为明显.

为查明宜春四方井水库副坝区地下水流系统的分布,指导副坝区地下工程注浆帷幕的设计与施工,采用现场盐示踪试验,结合水化学和同位素数据分析测试,揭示副坝区地下水与下游村庄(四方井)泉水的水力连通关系.结果表明:大气降水是地下水的补给来源,蒸发和水岩相互作用是控制地下水水化学形成的关键因素;地下水和地表水的水化学类型主要为HCO3-Ca,沿着地下水径流的途径,地下水的矿化度(total dissolved solids,TDS)呈现增加的趋势,表征副坝区地下水与其下游四方井村的泉点间具有潜在的水力联系;现场盐示踪试验和δD、δ18 O分布的研究,进一步验证了副坝区地下水与四方井的泉水点SD-3、SD-4和SD-7的水力联系较好,与泉点SD-5的连通性较弱,SD-5主要来自径流路径较短的上游水补给.研究结果有助于建立局部地下水流循环模式,查明地下水流系统的分布规律,为地下水资源的可持续开发利用及生态环境保护提供技术支撑和参考依据.

土工袋护坡是一种新型边坡加固技术,其单体强度和耐久性以及组合体的稳定性均可满足一般护坡的要求,但其抗冲刷能力尚未得到有效评估.为了探究土工袋护坡的抗冲刷能力,进行了大型边坡人工降雨冲刷试验,对比分析了土工袋护坡、石笼护坡及无防护砂土边坡的降雨入渗量和泥沙冲刷量.试验结果表明土工袋护坡能够有效减少雨水下渗量,并大幅降低边坡的土质流失量;土工袋护坡的坡面侵蚀主要集中在土工袋的间隙处,土工袋与边坡接触处无明显径流通道.土工袋的防冲刷机理可归结为压坡作用、消能作用、阻水作用和反滤作用4个方面.