堆石料殘余變形模型研究.pdf

1、我國土石壩主要建設(shè)在地震基本烈度高、地質(zhì)條件復(fù)雜、水資源豐富的西南地區(qū)，如果遭受震害將造成巨大損失。已有的資料顯示大多數(shù)震害都與殘余變形有關(guān)，因此需要深入研究筑壩堆石料的殘余變形特性。如何預(yù)測壩體的殘余變形已成為土石壩設(shè)計中的一個關(guān)鍵問題。
　　目前國內(nèi)外眾多學(xué)者已經(jīng)在殘余變形方面做了大量研究分析工作，主要的方法是通過大量的試驗來建立能反映堆石料殘余變形特性的計算模型，從而對土石壩進行計算分析。不同殘余變形模型考慮的影響因素不同，

2、將導(dǎo)致其計算結(jié)果存在一定差異，計算模型不僅要能考慮不同振次、不同圍壓、不同應(yīng)力水平等試驗條件，而且模型本身必須概念清晰，應(yīng)用簡捷，參數(shù)求取方便。
　　本文在國家自然科學(xué)基金“筑壩堆石料的剪脹特性及其對高面板堆石壩靜、動力變形的影響研究”（編號:51279025）和“強震時超高面板壩面板破損機理及其抗震對策研究”（編號:51379028）、國家自然科學(xué)基金重大研究計劃集成項目“高土石壩地震災(zāi)變過程模擬與集成研究”（編號:912153

3、01）、地震行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(編號:201208013)以及新世紀優(yōu)秀人才支持計劃“高土石壩和核電廠工程抗震”(編號:NCET-2012-12-0083)的資助下，就殘余變形模型目前存在的問題進行了研究，主要工作如下:
　　(1)利用大型靜、動兩用三軸儀，對某擬建高面板堆石壩的筑壩材料進行了大量的動力循環(huán)三軸試驗，并整理出模型參數(shù)，為數(shù)值分析提供依據(jù)。
　　(2)分析了堆石料殘余變形過程中泊松比的特性，泊松比在初始變化較

4、大，但隨著振次或軸向應(yīng)變的增加泊松比的數(shù)值逐漸增大并趨于穩(wěn)定。根據(jù)試驗結(jié)果整理出泊松比與動應(yīng)力比、固結(jié)比、圍壓的關(guān)系以及其分布范圍。整理殘余剪應(yīng)變時不應(yīng)假定泊松比不變，應(yīng)根據(jù)體變和軸向應(yīng)變計算殘余剪應(yīng)變和循環(huán)剪應(yīng)變。
　　(3)整理、統(tǒng)計已有的殘余變形模型，針對已有模型存在的問題，提出采用雙曲線表述殘余應(yīng)變與振次的關(guān)系，分別在殘余體應(yīng)變關(guān)系式和殘余剪應(yīng)變關(guān)系式中引入平均主應(yīng)力和固結(jié)比，能更好地反映壩體的殘余變形特性。
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