南京水利科学研究院岩土工程研究所年度科研项目

第6卷　第4期2008年12月中国水利水电科学研究院学报Journal of China I nstitute of Water Resources and H ydr opow er Research V ol 16　N o.4December ,2008收稿日期223文章编号:167223031(2008)0420258211岩土工程研究50年回顾蒋国澄(中国水利水电科学研究院,北京　100044)摘要:简要介绍中国水利水电科学研究院岩土工程研究所50年来学科领域的发展变化及科学研究和技术开发成果,包括土力学及工程、土的动力特性和土工抗震、渗流控制、地基处理、土工离心模型试验、爆破工程、燃煤电厂灰渣性质及其贮放、岩石力学和工程等方面。

研究的手段包括理论分析、模型试验、原体观测、数值计算、设备研制等。

50年来,根据不同时期的国家重点建设任务和学科方向,致力于试验室和人才队伍的建设,承担和完成了多项国家和行业的重点科技攻关项目,解决了数以百计的工程技术难题。

关键词:岩土工程;岩土工程研究所;学科发展;技术开发;研究成果中图分类号:T U43;T U45文献标识码:A中国水利水电科学研究院岩土工程研究所建立于1958年,由中国科学院水工研究室、水利部水利科学研究院、电力工业部水力发电科学研究院3个单位的土工试验研究部门合并组建而成,从事的科研领域包括土力学和工程、岩石力学和工程、渗流、地基处理、抗震、爆破、原位测试等。

50年来,根据不同时期的国家重点建设任务和学科方向,致力于试验室和人才队伍的建设,创造条件完成国家和行业的重点科技攻关项目和解决实际工程中的技术难题,对国家水利水电建设作出了应有的贡献。

本文简要介绍岩土所50年来的学科领域发展变化,以及科研和技术开发成果。

1　土力学及工程111　土的基本性质的研究11111　有效应力原理的研究和应用　在20世纪50、60年代,工程建设中涉及的多为细粒土。

第52卷第1期2021年1月Vol.52，No.1Jan.，2021人民长江YangLze River文章编号：1001-4179（2021）01-0173-04堆石料缩尺效应试验研究刘赛朝1，吴鑫磊1，徐卫卫2，石北啸2（1.河北工程大学水利水电学院，河北邯郸056021； 2.南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京210029）摘要：为研究堆石料缩尺后，强度、变形和邓肯张E-B模型参数等的变化规律，对某堆石坝主堆石区料开展试样尺寸分别为①500x1000mm（最大试验粒径为100mm）和①300x700mm（最大试验粒径为60mm）的超大型三轴和大型三轴剪切试验。

结果表明：①大型三轴的内摩擦角和峰值应力大于超大型三轴；②大型三轴邓肯-张弹性模量参数k以及体积模量参数分别比超大型三轴大16.92%和9.44%；③大型三轴和超大型三轴的初始变形模量呈幂函数关系，泊松比呈二次多项式关系。

关键词：堆石料；缩尺效应；超大型三轴试验；大型三轴试验；土石坝中图法分类号：TV641.43文献标志码：A DOI：10.16232/ki.1001-4179.2021.01.028随着高土石坝建设高度的不断增加,其施工技术和建设要求不断提高,这就对堆石料的强度和变形等关键性指标提出了更高的要求°土石坝施工现场所用的堆石料最大粒径已经超过1000mm,而目前国内三轴仪的最大直径为1000mm,堆石料的试验最大粒径为200mm,这就必须考虑对超出粒径范围的颗粒进行缩尺，以满足室内试验的要求°国内外已有的针对堆石料缩尺效应研究成果普遍认为,缩尺会高估原型建筑的强度［1-3］,也有学者的研究成果得出相反的结论［4-5］，这可能与各研究者所采用的原始级配、母岩性质密实度控制标准、缩尺方法和试样饱和程度各不相同有关［6］°目前，国内大多研究都是针对最大粒径为60mm、试样直径为300mm的常规三轴试验,在进行大比例缩尺后，最大粒径减小、颗粒数目增多,这就不可避免和实际工程产生较大的误差°孔宪京等［7］对比了超大型三轴和大型三轴剪切试验,认为缩尺会放大原型的强度且缩小应变°袁铁柱等［8］对粗粒料的抗剪强度进行了研究,认为抗剪强度与试样饱和程度有关°姜景山等［9］认为粗粒料湿化会增大变形°胡哲等［10］认为最大粒径越大峰值偏应力和初始弹性模量越大，内摩擦角随着粒径的增大表现出先增加后减小的变化规律°Xiao等［11］认为，对原级配堆石料进行缩尺后，会低估原级配的变形程度，从而高估了大坝的安全性°20世纪60年代以来［12-13］,美国和日本等国都研制出可进行最大粒径为250mm的超大型三轴仪，从原理来讲，其试件最大颗粒尺寸越大就越接近现场情况，误差也就会越小，但因超大型三轴仪的制样方法尚未统一，试验设备也非通用，试验成果的代表性有待商榷°本文采用超大型三轴和常规大型三轴开展堆石料三轴剪切试验，试样尺寸分别为①500X1000mm（最大粒径为100mm）和①300X700mm（最大粒径为60 mm）°对某堆石坝主堆石区堆石料进行不同最大粒径尺寸的三轴剪切试验,主要研究在采用等量替代法进行缩尺后，两组试验在凝聚力、内摩擦角、变形等方面的差异°收稿日期：2019-11-21基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC1508502）；国家自然科学基金面上项目（51679149）作者简介：刘赛朝，男，硕士研究生，主要从事粗粒土试验研究。

２０２４年４月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５５卷　第４期文章编号：０５５９－９３５０（２０２４）０４－０４９３－１２收稿日期：２０２３－０９－１７；网络首发日期：２０２４－０４－２５网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０４２３．１１１６．００１．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ２２Ａ２０６０２，Ｕ２０４０２２１，４２２０７２２８）作者简介：陈灵淳（２０００－），硕士生，主要从事梯级堰塞坝溃决灾害预测理论与模拟方法研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｃｃｈｅｎ＠ｎｈｒｉ．ｃｎ通信作者：钟启明（１９８１－），正高级工程师，主要从事土石（堰塞）坝溃坝灾害预测理论与防控方法研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｍｚｈｏｎｇ＠ｎｈｒｉ．ｃｎ两级堰塞坝连溃过程数值模拟及溃口流量演化特征研究陈灵淳１，钟启明１，２，３，梅胜尧１，４，张露澄１（１．南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京　２１００２４；２．水灾害防御全国重点实验室，江苏南京　２１００９８；３．水利部水库大坝安全重点实验室，江苏南京　２１００２９；４．河海大学土木与交通学院，江苏南京　２１００９８）摘要：在强震作用下，高山峡谷区易发生滑坡堵江形成串联的梯级堰塞坝，其中一级一旦溃决易引发梯级连溃。

本文基于三维雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程、湍流重正化群模型，以及悬移质和推移质冲蚀方程，并考虑溃口边坡的失稳坍塌，采用有限体积法建立了梯级堰塞坝连溃过程数值模拟方法，用于模拟连溃过程中的水动力特征及梯级堰塞坝的溃口形态演化过程。

选择典型的两级堰塞坝连溃概化模型试验作为数学模型验证案例，对比实测值和计算结果发现，上下游堰塞坝溃口洪水流量过程和溃口形态演化过程基本一致，上下游堰塞坝溃口峰值流量、区间洪水演进时间等关键参数的相对误差小于±５％；比较上下游堰塞坝溃口洪水流量过程发现，梯级堰塞坝发生连溃时，溃坝洪水存在级联放大效应。