超大型三軸儀試樣成型技術(shù)研究.pdf

1、堆石料作為土石壩主要的填筑材料，其力學(xué)特性對壩體安全有著決定性的影響。目前廣泛使用的筑壩堆石料，最大粒徑一般為600～800mm，在水布埡、洪家渡、三板溪等工程中顆粒最大粒徑達(dá)到1200mm。然而由于目前國內(nèi)外試驗(yàn)儀器尺寸的限制（試樣最大直徑通常為300mm，對應(yīng)堆石料的最大粒徑為60mm），只能進(jìn)行大比例縮尺后的筑壩堆石料強(qiáng)度與變形特性的試驗(yàn)研究，縮尺造成的室內(nèi)試驗(yàn)成果與實(shí)際工程堆石料的強(qiáng)度與變形特性間的差異還不得而知，同時也是進(jìn)行土

2、石壩數(shù)值分析必須考慮、但又難以逾越的一大難題，嚴(yán)重制約了高土石壩的安全評價。為解決這一難題，大連理工大學(xué)孔憲京教授主持并與天水紅山試驗(yàn)機(jī)有限公司、大連船舶工業(yè)船機(jī)重工有限公司聯(lián)合研制了超大型的靜、動三軸儀（試樣直徑分別為1000mm和800mm），與早期成功研制的大型（試樣直徑300mm）和中型三軸儀（試樣直徑200mm）構(gòu)成了高土石壩筑壩材料力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究的多尺度試驗(yàn)平臺，可用于系統(tǒng)地研究縮尺效應(yīng)的影響（縮尺對剪脹規(guī)律、顆粒破

3、碎機(jī)制、臨界狀態(tài)特性、變形模量和強(qiáng)度特性等方面的影響），解決與筑壩堆石料本構(gòu)理論相關(guān)的科學(xué)問題，為高土石壩靜、動力數(shù)值分析及安全評價提供理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)依據(jù)。
　　在三軸試驗(yàn)中，試樣成型是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定著試驗(yàn)成功與否。對于超大型三軸試驗(yàn)，由于堆石料試樣和粒徑尺寸的顯著增加（試樣質(zhì)量約3.5t，最大粒徑尺寸達(dá)到200mm），給試樣成型帶來了一系列困難:傳統(tǒng)的擊實(shí)方法很難達(dá)到控制密度，且工作效率太低;傳統(tǒng)的承膜筒設(shè)計理念將導(dǎo)致

4、構(gòu)件笨重，移動、安裝和拆卸效率低，且易擾動試樣;試樣外側(cè)的乳膠膜尺寸太大，加工非常困難，成功率很低;此外，需自主研制多個大型輔助設(shè)備（如操作平臺、振動篩、攪拌裝置等）。
　　基于課題組多年來在不同尺寸三軸試驗(yàn)試樣成型方面積累的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步探索試樣成型的新方法，使之能夠解決超大型三軸儀試樣成型中的困難。主要工作包括:
　　(1)通過分別測試振動器和沖擊夯的擊實(shí)密度，確定可行性方案，并對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改制以適用于超大型三軸試驗(yàn)。<