膠凝砂礫石本構(gòu)模型研究.pdf

1、膠凝砂礫石壩是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新壩型，它是在碾壓混凝土壩和堆石壩的基礎(chǔ)上提出并發(fā)展起來(lái)的，它使用一種新的筑壩材料——膠凝砂礫石筑壩。膠凝砂礫石性能介于碾壓混凝土與堆石料之間，與低等級(jí)混凝土和水泥土的性質(zhì)比較接近，是一種特殊的新型工程材料。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)膠凝砂礫石力學(xué)性能的研究還不夠深入，仍然缺乏能準(zhǔn)確描述其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的本構(gòu)模型，不利于進(jìn)行膠凝砂礫石壩的研究工作，制約了這項(xiàng)新型筑壩技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。
　　 本文在總結(jié)大量國(guó)內(nèi)

2、外試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，分析了膠凝砂礫石的應(yīng)力-應(yīng)變特點(diǎn)及其影響因素，探討了現(xiàn)階段已建立的幾種膠凝砂礫石本構(gòu)模型的優(yōu)缺點(diǎn)，建立了適合膠凝砂礫石的新的本構(gòu)模型。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1、介紹膠凝砂礫石壩的發(fā)展，并概述膠凝砂礫石本構(gòu)模型的研究現(xiàn)狀;
　　 2、總結(jié)了大量國(guó)內(nèi)外膠凝砂礫石的單軸和三軸試驗(yàn)成果，分析得出其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線可分為三個(gè)典型階段:即線彈性階段、非線性階段和應(yīng)變軟化階段。大體表現(xiàn)為在低應(yīng)力水平下表

3、現(xiàn)出線彈性性質(zhì)，隨應(yīng)力增大逐步進(jìn)入非線性階段直至達(dá)到材料峰值強(qiáng)度;隨后，應(yīng)力隨著應(yīng)變的增長(zhǎng)而降低，表現(xiàn)出明顯的軟化特征，最終趨近于材料的殘余強(qiáng)度。同時(shí)得出，材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系特性與圍壓、骨料級(jí)配、配合比、膠凝含量、砂率以及齡期等因素有關(guān)。
　　 3、總結(jié)了膠凝砂礫石的本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀，包括華北水利水電學(xué)院孫明權(quán)教授提出的虛加剛性彈簧法、河海大學(xué)蔡新通過(guò)參數(shù)回歸建立的本構(gòu)模型、中科院吳夢(mèng)喜建立的“二元并聯(lián)”本構(gòu)模型及武漢大學(xué)何蘊(yùn)

4、龍?zhí)岢龅?參數(shù)模型，本文分析了以上各個(gè)模型的參數(shù)求取方法并利用相關(guān)三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了模型驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)這些本構(gòu)模型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和比較。
　　 4、根據(jù)膠凝砂礫石的應(yīng)力-應(yīng)變特性并結(jié)合現(xiàn)有本構(gòu)模型的優(yōu)缺點(diǎn)，建立了適用于膠凝砂礫石的非線性K-G模型，該模型準(zhǔn)確地反映了膠凝砂礫石的非線性、應(yīng)變軟化及剪脹性等特征。模型考慮了剪應(yīng)力和平均主應(yīng)力的影響，能適應(yīng)平均主應(yīng)力為常數(shù)、剪應(yīng)力變化，平均主應(yīng)力和剪應(yīng)力同時(shí)變化等多種應(yīng)力路徑。模型各