南京水利科学研究院岩土工程研究所年度科研项目
泥浆在地层中的渗透特性试验研究
第 35 卷第 10 期 2014 年 10 月
15 s。
采用标准土壤筛筛分取来的砂土，以每一级筛 余作为一组地层，配制 5 组均一粒径的地层。试验时3， 地层的孔隙率均为 0.43，采用常水头渗透试验方法 测试地层的渗透系数 k。地层基本性质见表 2。
表 2 试验地层基本物理性质
Table 2 Basic physical properties of test soils
目前关于泥皮（在石油钻井工程中称泥饼，泥 水盾构工程中也称泥膜）形成及泥浆渗透问题的研 究，多是根据具体工程的需求开展的。马喜平等[6] 研究发现，随地层渗透性的增大，泥饼渗透性和厚 度增大；吴志均等[7]、周风山等[8]研究发现，泥浆 中固相颗粒的含量及粒度分布对泥饼强度和厚度影 响最大，调整颗粒粒径的分布可形成薄而致密的泥 饼。李建军等[9]针对粗粒土地基防渗墙中泥皮进行 研究，发现渗透压差越大，泥皮越致密，渗透性越 小，抵抗渗透破坏的能力越强。在泥水盾构工程泥 浆成膜的研究中，Watanabe 等[10]发现，随着泥浆密 度的增大，泥浆滤失量逐渐减小，泥浆的含砂量对 泥浆滤失量的减少起着至关重要的作用；Heinz[11] 的研究表明，粉土、砂土等的添加可以有效地减少 泥浆在地层中的渗透距离；Fritz[12]的试验表明，向 泥浆中加入砂、蛭石以及高分子聚合物等添加剂可 以满足泥浆在高渗透性地层中的成膜要求；韩晓瑞 等[13]研究发现，泥浆的漏斗黏度越大，形成泥膜越 薄越致密；Min 等[14]在渗透系数 10-4 m/s 的地层中 进行泥浆成膜试验，结果表明，泥浆黏粒含量越大， 形成泥膜的渗透系数越小，泥浆的黏粒含量是评价 泥浆质量的一个重要指标。
堆石料湿化变形特性试验研究
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔｌＳ ｕ ｙ ｏ ｌｋ ｎ ｆ ｒ ａ ｉｎ Ｐｒ ｐ ｒｉｓｏ ｃ ｆｌ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｔ ｄ ｎ Ｓ ａ ｉ ｇ Ｄｅｏ ｍ ｔｏ ｏ ｅ ｔｅ ｆＲｏ ｋ ｌ ｉ
Ｆ ｕ Ｈ Ｎ Ｈ ａｑａｇ ， Ｈ Ｏ Ｘａ－ ２ Ｕ Ｈ ａ， Ａ ｕ —ｉ Ｚ Ａ ｉ ｊ ｎ ｏｕ
第 ８ 第 ４期 卷
２０ １０年 ８月
水 利与建 筑工 程学报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｔｒＲ ｓｕ ｃ ｓ ａ ｄ Ａ ｃ ｉ ｃｔ ｒｌ ｏ ｒａ ｆＷａｅ ｅ ｏ ｒ ｅ ｎ ｒ ｈｔ ｕ ａ ｅ
— — — —
Ｖ １８ Ｎ ． ｏ． ｏ ４ ｕ ．，２０１０ ｇ
堆 石 料 湿 化 变 形 特 性 试 验 研 究
不 是 很 明 显 。 随 着堆 石 料 密度 的提 高 ， 堆石 料 的 湿化 变形 量 产 生 一 定 量 的减 少。 关 键 词 ： 石 料 ；湿化 变形 特 性 ；试验 研 究 堆 中 图分 类 号 ： Ｖ ４ Ｔ ６１ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７— １４ （００ ０－ ０５ ６２ １４２ １）４－ ０ －
傅 华 ，韩华 强 ，赵晓菊
（． １南京水利科学研究院 岩土工程研究所 ，江苏 南京 ２０２ ；２北京 园电水利电力工程有限公司，北京 １０２ ） １０ ９ ． ０ ０４
摘
要： 通过 室 内大三轴单线法对堆石料 的 湿化 变形进行 了试验研 究 ， 讨 了在 不 同密度 、 同围压、 探 不
ｌ ｅ ｍｅｈ ｄ．Ｔ ｅｄ ｆｒ ｔ ｎｒｌｓｏ ｃ ｆｌ ａｔｒｓａ ｉｇａｅｄｓｕ ｓ ｄｕ ｄ ｒｄｆ ｒｎ ｅ ｓｔ ｓ ｏ ｆ ｉｇｐｅ ｓ ｒｓａ ｄｓｒｓ ｉ ｔｏ ｎ ｈ ｅｏｍａｉ ｕｅ ｆｒ ｋ ｌ ｆｅ ｏ ｎ ｒ ｉｃ ｓｅ ｎ ｅ ｉｅｅ ｔ ｎ ｉｅ ，ｃ ｎｉ ｎ ｒｓｕｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｏ ｉ ｋ ｆ ｄ ｉ ｎ ｅ
岩土工程研究50年回顾
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。
南京水利科学研究院岩土工程研究所年度科研项目
中国第一冶金建设有限责任公司
映秀湾水电站闸坝基础覆盖层地震分析研究
李国英M占宽
中国水电顾问集团成都勘测设计研究院
糯扎渡水电站心墙堆石坝抗震深化研究
李国英
中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院
大型模锻压机基础动力特性研究
范明桥
中国第二重型机械集团公司
高土石坝地震灾变模拟及安全控制方法研究
陈生水
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中型离心机数据图像采集系统（）应用研究
顾行文
南京水利科学研究院
高混凝土面板堆石坝地震破坏机理及极限抗震能力研究
方绪顺霍家平
南京水利科学研究院
句容二圣桥、墓东、句容水库除险加固防渗墙工程雷达检测
周荣官
江苏省水利建设工程质量检测站
盱眙县桂五、龙王山水库除险加固防渗墙工程雷达检测
周荣官
盱眙县中型水库除险加固工程建设处
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项目名称
负责人
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湖北恩施罗坡坝水电站工程蓄水安全鉴定
陈生水霍家平
湖北省恩施市开发电力有限责任公司
梨园水电站面板堆石坝坝料动力特性实验与三维有限
元静动力分析
李国英
中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院
扬东河电站砼公司
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李国英
南京水利科学研究院
杨东河水电站面板堆石坝利用软岩筑坝技术开发
李国英
利川杨东河水电开发有限公司
双溪口水库深覆盖层面板堆石坝安全监测系统研制
熊国文
浙江广川工程咨询有限公司
高填方下埋管应力测试与分析实验
范明桥
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南京水利科学研究院岩土工程研究所度科研项目
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中型离心机数据图像采集系统（）应用研究
顾行文
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高混凝土面板堆石坝地震破坏机理及极限抗震能力研究
方绪顺 霍家平
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句容二圣桥、墓东、句容水库除险加固防渗墙工程雷达检测
周荣官
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盱眙县桂五、龙王山水库除险加固防渗墙工程雷达检测
河海大学
阿曼马斯喀特污水收集工程.中心泵
站区质量检测试验
黄惠芳
中国水电建设集团阿曼项目部
羊曲水电站砼面板堆石坝填筑料动力试验
傅华 凌华
中国水电顾问集团西北勘测设计研究院
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钢管桩试桩试验
李景林 施健
中国石油天然气股份有限公司江苏省
液化天然气项目经理部
沙河水库西副坝塑性砼防渗墙质量检测
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王芳
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大坝渗流监测系统研制
熊国文
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粱辉水库蜀山大闸原观资料分析
周荣官
坝料动残余变形特性试验
２ 动 三轴 残 余 变 形试 验
在 盯 ， 始状 态下 （ ＝１０ ａ ， ３Ｋ 初 ３ ０ Ｐ ）动应 力 ｄ 用下 产 生 残余 的剪 切应 变 ｙ 和 体 积应 变 ｅ ８ ｋ 作压 、 固结应力 比（ 或应 力水平 ） 和动应力 对动残 余剪切 变形和 动残余体积 变形 的 影响， 探讨 了试样 大小 和小 于 ５ ｌ粒 径颗粒含 量对 动残余体 积变形特 性 的影 响规律 ． Ｔ ｍｌ
１ 实 验 简 介
为减 少缩尺 效应 的影 响 ， 验 在 南 京 水 利 科 学 研 究 院 大 型 动力 三轴 仪 上 进 行 ． 样 直 径 ３０ｍ 高 试 试 ０ ｍ，
第 ３ 卷第 ５期 ８
２１ ００年 ９月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕｎｌｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃｓ ｏｒａ ｏ Ｈ ｂｉ ｎｖ ｓｙ ａ ｒ ｃ ｎｅ） ｅ ｉ（ ｕ ｌ ｅ
Ｖ０ ．３ １ ８ Ｎｏ．５ Ｓ ｐ．２ ０ ｅ ０１
－ Ｋｃ 印 ＝Ｏ ４ 如 ＝２ ５ ５
，
余体 积变形 ， 动力分析 时相应 的计算结果 表 明 ， 地震 后 下游 坝坡 大量 向外鼓 出 ， 坝顶的沉 降小 于水 平位移 ， 这
与震后 观测资料 明显不符 ， 特别是 自由排水 的堆石 体在 反复 剪切作 用 下 ， 角破 碎严 重 ， 棱 残余 体积 变形 十分
明显 ． 因此对 于土石坝 工程设计 与计算 而言 ， 后一类 残余 变形模 型更符合 实际情况 ．
Ｄ Ｉ １ ．８６ ｊｉ ｎ １０ —９ ０ ２ １ ．５ ０ ０ Ｏ ：０ ３７ ／ ． ｓ．００１８ ．０ ０ ０ ．１ ｓ
堆石料缩尺效应试验研究
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。
南京水利科学研究院岩土工程研究所度科研项目
与模型试验研究
蔡正银曾友金
河南省燕山水库建设管理局
电位计离心加速度试验
易进栋
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斜卡水电站混凝土面板堆石坝有限元
分析技术开发
章为民李国英
四川省清源工程咨询有限公司
镇江电厂四期扩建工程老便民河河口下游段
利用工程技术咨询
郦能惠
江苏国华高姿发电有限公司
南京地铁二号（茶亭站）基坑开挖信息化监测项目
燃气发生器离心加速度试验
易进栋南京晨光集团Fra bibliotek限责任公司深圳机场水下真空预压现场试验研究
赵维炳唐彤芝
香港大学土木工程系
四川岷江紫坪埔水利枢纽工程安全
监测系统开发
霍家平
四川省紫坪埔开发有限公司
巴山水电站砼面板堆石坝三维非线性
有限元技术开发研究
李国英
中国水电顾问集团华东勘测设计研究院
两河口水电站面板堆石坝三维静力
南京水利科学研究院岩土工程研究所年度科研项目
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砼芯砂石桩复合地基加固深厚软基技术研究
赵维炳唐彤芝
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滩坑水电站河床覆盖层和筑坝材料试验研究
傅华
福建华东岩土工程有限公司
新沂河海口枢纽扩建工程中深泓沉井原位监测
张凌朱群峰
江苏省新沂河海口枢纽扩建工程建设处
泸定水电站三维静、动力有限元计算分析研究
陈生水霍家平
贵州德汇白水泉发电有限公司
务川沙坝水电站水库蓄水安全鉴定
陈生水霍家平
贵州省务川县
通济桥水库除险加固工程蓄水安全鉴定
陈生水霍家平
浙江省浦汇县
源口水库除险加固工程蓄水安全鉴定
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南京划子河船闸工程闸室段基坑开挖河堤变形及
稳定分析研究
李国英
江苏省交通工程集团有限公司
规划设计院有限公司
建筑物安全风险和灾后预测分析模型及方法研究开发
方绪顺钱亚俊
大坝安全管理研究所
吹填淤泥地基处理关键技术研究
杨守华高长胜
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我国纯碱工业废料开发利用的工程技术研究
张桂荣徐竹青
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面板砂砾坝溃决机理及数值模拟
钟启明
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越南福和水库大坝安全监测系统技术开发
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油罗口水库除险加固工程大坝安全监测系统研究
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熊国文
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工程经理部
康巴什新区乌兰木伦河河道整治橡胶坝观测系统
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鄂尔多斯市城市基础设施建设投资
有限公司
伦掌煤矿划定矿区开采过程中岳城水库大坝、库区
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中型离心机数据图像采集系统（）应用研究
顾行文
南京水利科学研究院
高混凝土面板堆石坝地震破坏机理及极限抗震能力研究
方绪顺霍家平
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句容二圣桥、墓东、句容水库除险加固防渗墙工程雷达检测
周荣官
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盱眙县桂五、龙王山水库除险加固防渗墙工程雷达检测
周荣官
盱眙县中型水库除险加固工程建设处
周荣官
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仓钢金基商业广场文枢苑等楼房工程原位沉降观测
易进栋孙振远
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成屏一级水库除险加固工程蓄水安全鉴定
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卡拉水电站滑坡体实验研究
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山东文登抽水蓄能电站上.下水库面板堆石坝筑坝材料实验
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羊曲水电站工程砼面板堆石坝三维应力变形计算
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李国英
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阿曼马斯喀特污水收集工程.中心泵
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羊曲水电站砼面板堆石坝填筑料动力实验
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液化天然气项目经理部
沙河水库西副坝塑性砼防渗墙质量检测
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茨哈峡水电站砼面板堆石坝筑坝料静、动力实验
傅华
中水顾问西北勘测设计研究院
大型模锻压机基础动力特性原位实验研究
范明桥
中国第二重型机械集团公司
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陈生水韩华强
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广州南沙钢铁基地深基坑型钢变形、弯矩、剪力、温度
的光纤监测及研发项目
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贵州安顺市王二河水库枢纽工程竣工前
专项安全鉴定
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土石坝溃坝离心模型水流系统控制技术研究
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《滩海人工岛工程监测技术规范》编制
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陈生水霍家平
水利部农村电气化研究所
忠爱桥水电站面板堆石坝稳定计算及三维有限
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普西桥水电站面板堆石坝稳定计算及三维有限
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李国英
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沪宁城际铁路虹桥上行联络单线特大桥承台基础开挖对既
有铁路沉降影响的计算
何宁
中交股份沪宁城际铁路工程站前标
第区工程部
泽雅水库大坝安全监测自动化系统
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温州市泽雅水库管理站
大坝渗流监测系统研制
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江边水电站枢纽拦河闸坝覆盖层工程特性研究
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梨园水电站面板堆石坝坝料动力特性实验与三维有限
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