模擬大壩實(shí)際應(yīng)力路徑下堆石料本構(gòu)關(guān)系研究.pdf

1、堆石料屬于粗粒土的一種，廣泛應(yīng)用于高土石壩、鐵路和公路路基、建筑物軟弱地基和海港護(hù)岸等工程中。尤其在土石壩中，堆石料作為主要填筑材料用量巨大，其力學(xué)性質(zhì)對維持大壩正常運(yùn)行和安全起著關(guān)鍵性作用。堆石料具有應(yīng)力路徑相關(guān)性，而大多堆石料本構(gòu)模型沒有考慮應(yīng)力路徑因素的影響。鄧肯-張模型根據(jù)圍壓不變的常規(guī)三軸試驗應(yīng)力路徑建立，與壩體實(shí)際的應(yīng)力路徑不同，依據(jù)鄧肯-張模型計算的壩體應(yīng)力與變形與實(shí)測資料存在一定差別，已無法滿足高土石壩設(shè)計要求。本文針對

2、上述問題，進(jìn)行了模擬大壩實(shí)際應(yīng)力路徑下堆石料本構(gòu)關(guān)系的研究，主要內(nèi)容如下： (1)對糯扎渡心墻堆石壩進(jìn)行有限元數(shù)值計算，研究了壩體不同位置處的應(yīng)力路徑。結(jié)果表明，在施工期各點(diǎn)大小主應(yīng)力基本按線性增加，呈等應(yīng)力比加載路徑，在蓄水期應(yīng)力路徑發(fā)生轉(zhuǎn)折，呈復(fù)雜應(yīng)力路徑狀態(tài)。此外還對不同位置處應(yīng)力路徑斜率的變化規(guī)律及影響因素做了分析。 (2)介紹了模擬壩體填筑期的等應(yīng)力比加載路徑，以及蓄水期復(fù)雜應(yīng)力路徑的三軸固結(jié)排水試驗。根據(jù)試驗

3、數(shù)據(jù)整理應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，分析了堆石料在不同加載路徑下的強(qiáng)度和變形特性。 (3)基于模擬大壩實(shí)際應(yīng)力路徑的堆石料試驗成果，介紹了一個新的堆石料本構(gòu)模型。新模型構(gòu)造簡單，適于有限元數(shù)值計算，并可充分考慮應(yīng)力路徑因素。通過和試驗曲線擬合對比，發(fā)現(xiàn)新模型可較好地描述大壩應(yīng)力路徑下堆石料的應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)。 (4)簡化壩料分區(qū)并編制新模型的計算程序，采用兩種方案對糯扎渡大壩進(jìn)行了有限元數(shù)值計算。通過和鄧肯-張E-B模型計算結(jié)果比較發(fā)