粗粒料的蠕變和濕化試驗(yàn)研究.pdf

1、粗粒料作為高堆石壩的主要筑壩材料，其蠕變和濕化力學(xué)特性是高堆石壩工程中的重要研究課題。本文依托大渡河雙江口水電站300m 級(jí)土質(zhì)心墻堆石壩關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目，對(duì)粗粒料的蠕變和濕化特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，揭示了粗粒料蠕變和濕化變形的規(guī)律。
　　 利用大型高壓三軸儀對(duì)粗粒料的蠕變和濕化變形特性進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。首先進(jìn)行了粗粒料的K0 狀態(tài)壓縮蠕變?cè)囼?yàn)，認(rèn)為壓縮蠕變?cè)囼?yàn)可以視為單一應(yīng)力水平的三軸蠕變?cè)囼?yàn)，它不能反映應(yīng)力水平對(duì)粗粒料

2、蠕變的影響，進(jìn)行粗粒料的蠕變研究，宜采用三軸蠕變?cè)囼?yàn)；進(jìn)行的三軸蠕變?cè)囼?yàn)研究揭示了粗粒料蠕變的基本規(guī)律：雙江口堆石壩粗粒料的蠕變量與時(shí)間關(guān)系可以用冪函數(shù)準(zhǔn)確表達(dá)，其蠕變量符合九參數(shù)蠕變模型，驗(yàn)證了九參數(shù)模型的合理性；通過蠕變?cè)囼?yàn)后其級(jí)配曲線的分析，發(fā)現(xiàn)蠕變過程中粗粒料的顆粒破碎和三軸剪切試驗(yàn)的顆粒破碎量近似，并且認(rèn)為粗粒料可能存在“最優(yōu)顆粒分布形態(tài)”；通過玻璃球蠕變?cè)囼?yàn)和三軸剪切蠕變?cè)囼?yàn)的對(duì)比分析，認(rèn)為蠕變過程中的顆粒破碎是影響其蠕變參

3、數(shù)的主要因素。
　　 粗粒料濕化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了粗粒料濕化變形的基本規(guī)律：粗粒料的單線法和雙線法得到的濕化變形量差別較大，在對(duì)粗粒料的濕化變形進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)以單線法為主；粗粒料的濕化軸向變形隨濕化應(yīng)力水平的增大而增大，并在濕化應(yīng)力水平0.7 附近出現(xiàn)拐點(diǎn)，在濕化應(yīng)力水平0.7 之后，濕化軸向變形隨濕化應(yīng)力水平的增加而急速增大，而與圍壓的相關(guān)性不大；濕化體積應(yīng)變隨濕化應(yīng)力水平和圍壓的增加而增加，不在保持常數(shù)不變；提出了單線法經(jīng)驗(yàn)公式，濕

4、化軸向變形與濕化應(yīng)力水平的關(guān)系可以用指數(shù)型函數(shù)擬合，濕化體積應(yīng)變與濕化應(yīng)力水平的關(guān)系可以用線性函數(shù)擬合；在試驗(yàn)基礎(chǔ)上得到的經(jīng)驗(yàn)公式基本上能反映粗粒料的濕化變形特性。
　　 本文最后借助于巖土可視化技術(shù)，揭示了粗粒料受力過程中試樣內(nèi)部顆粒的變化規(guī)律：粗粒料的變形源于顆粒的位置調(diào)整；在某一宏觀應(yīng)變下，試樣中顆粒的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)有很強(qiáng)的規(guī)律性，試驗(yàn)中各部位的顆粒位置調(diào)整的幅度差異較大，相同部位不同顆粒的調(diào)整幅度也不同；相鄰顆粒間的錯(cuò)動(dòng)明顯