论文标题： A Brief Review of Rock-Filled Concrete Dams and Prospects for Next-Generation Concrete Dam Construction Technology

期刊：Engineering

作者：金峰, 黄杜若, Michel Lino, 周虎

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.09.020

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近日，清华大学水利水电工程系金峰教授团队在中国工程院院刊《Engineering》发表题为“A Brief Review of Rock-Filled Concrete Dams and Prospects for Next-Generation Concrete Dam Construction Technology”（堆石混凝土坝概述及下一代混凝土坝施工技术展望）的综述文章。该研究围绕堆石混凝土坝相关前沿进展展开系统性回顾，并对下一代混凝土筑坝技术进行前瞻性展望。

堆石混凝土坝是近几十年来坝工界的重要创新成果。清华大学金峰教授和安雪晖教授为攻克混凝土坝 “无坝不裂” 难题，创新采用高自密实性能混凝土胶结自然堆放的大块石，形成密实混凝土，发明了堆石混凝土坝。该技术大量使用块石，大幅减少水泥用量，降低混凝土水化热和体积收缩，取消冷却水管等温控措施，简化施工工艺，具有显著经济优势和环境效益。

研究团队通过深入研究高自密实性能混凝土在块石堆积体空隙中的流动规律与堵塞机理，确定了骨料粒径和自密实混凝土屈服应力对浇筑密实性的影响规律，建立了浇注密实性评价模型，为堆石混凝土坝质量控制奠定理论基础。同时，为解决块石作用研究中测试能力和成本方面的挑战，建立了制备超大试件的标准体系，开展多项性能测试，明确了堆石混凝土与高自密实性能混凝土强度关系，为设计方法创新提供依据。

图1. 堆石混凝土的基础科学问题与研究路线图。BSE:背散射电子显微镜;ITZ:界面过渡区。

在技术创新方面，堆石混凝土坝在结构设计、泄洪消能、地基处理等方面与常态混凝土坝准则基本一致，但在温控和抗裂机理上差异明显。通过实际监测和模拟分析，揭示其真实工作性态，推动设计与建造技术创新，如改进重力坝设计分析方法，发展合理的拱坝温度荷载计算方法，一体化浇筑防渗区，优化配合比，实现工程监测与施工质量智能控制等。

展望下一代混凝土筑坝技术，应具备环境友好、本质安全、节约人工等优势。堆石混凝土坝技术已在节能减排方面成效显著，未来还将通过研发智能化感应监测装备和基于人工智能的施工装备，实现大坝建设的智能化、少（无）人化，推动混凝土筑坝技术向更高效、优质、环保方向发展。

截至目前，我国已建成超 130 座堆石混凝土坝，30 余座正在建设，其综合单价较传统混凝土坝降低 10%-30%，二氧化碳排放量显著减少，该技术已走出国门，在 “一带一路” 国家水利水电建设中崭露头角。国际大坝委员会高度肯定堆石混凝土技术创新和筑坝实践，将全力支持其在世界各国推广应用。

清华大学的此项研究成果为堆石混凝土坝技术的持续发展提供了坚实的理论基础和实践指导，有望推动我国乃至全球筑坝技术迈向新高度，实现更安全、耐久、环保和可持续的大坝建设。

文章信息：

A Brief Review of Rock-Filled Concrete Dams and Prospects for Next-Generation Concrete Dam Construction Technology

堆石混凝土坝概述及下一代混凝土坝施工技术展望

作者：

金峰, 黄杜若, Michel Lino, 周虎

引用：

Feng Jin, Duruo Huang, Michel Lino, Hu Zhou. A Brief Review of Rock-Filled Concrete Dams and Prospects for Next-Generation Concrete Dam Construction Technology. Engineering, https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.09.020

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https://www.engineering.org.cn/engi/EN/10.1016/j.eng.2023.09.020

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