多轴应力条件下碾压混凝土层面抗剪强度试验研究

针对碾压混凝土重力坝和拱坝等坝体真实的工作受力状况,对碾压混凝土拱坝所用的二级配混凝土材料成型的本体、层面处理和层面不处理试件,进行了单轴及多轴应力条件下的剪切试验研究。试件尺寸为150mm×150mm×150mm,试验比较了不同应力状态对本体和含层面试件的抗剪强度和变形特性的影响。结果表明：在低应力压剪和压压剪应力状态下,所有试件抗剪强度和极限变形均有所提高;在有拉应力存在的状态下,所有试件抗剪强度均有所降低;复合应力状态下三种试件强度和变形特性有一定的差异。在以上试验基础上提出了碾压混凝土在复杂应力状态下的多轴剪切强度破坏准则。     

多轴应力条件下碾压混凝土层面抗剪强度试验研究

针对碾压混凝土重力坝和拱坝等坝体真实的工作受力状况，对碾压混凝土拱坝所用二级配混凝土材料成型的本体、分层处理和分层不处理试件，进行了单轴及多轴应力条件下的剪切试验研究。试件尺寸为150mm×150mm×150mm，试验比较了不同应力状态对本体和含层面试件的抗剪强度和变形特性的影响，结果表明，在低应力压剪和压压剪应力状态下，所有试件抗剪强度和极限变形都有所提高，在有拉应力存在的状态下，所有试件抗剪强度有所降低，复合应力状态下三种试件强度和变形特性有一定的差异。在以上试验基础上给出了碾压混凝土在复杂应力状态下的多轴剪切强度破坏准则。     

动态压剪作用下碾压混凝土强度和变形研究

为了研究碾压混凝土材料在地震作用下的动态力学参数指标变化对大型碾压混凝土结构抗震动力反应和破坏过程的影响,使用改造后的液压伺服压剪试验系统对两种尺寸的碾压成型试块进行不同加载速率下的压剪试验,系统研究了二、三级配本体和层面试件在有法向压应力存在的状态下动态抗剪强度和变形性能。结果发现,碾压混凝土的峰值剪切强度随着剪切速率的增大而增大,增大幅度随着正应力的增大有减小趋势,残余剪切强度则随着剪切速率的增大略有减小,在试验基础上,建立了考虑不同试件类型和加载速率的破坏准则,为地震区的大型碾压混凝土结构层面受动态压剪组合荷载作用的动态分析提供了试验基础。     

三峡3期围堰碾压混凝土层面抗剪强度试验研究

通过室内对三峡工程三期碾压混凝土围堰芯样抗剪强度进行的本体、裂缝面模拟试验，试验结果表明其碾压混凝土模拟裂缝面抗剪强度满足设计要求。试验结果为围堰安全运行提供了依据，围堰安全运行4年后成功拆除。     

碾压混凝土层面抗剪(断)特性尺寸效应研究

碾压混凝土呈层状结构,大约30cm厚为一层,大量的层面成为薄弱环节,层面抗剪强度参数为碾压混凝土重力坝抗滑稳定分析的重要依据。碾压混凝土层面原位抗剪试验是提供层面抗剪参数的主要试验方法。这种试验的试件大、投资多、工作量大,又是大型工程中必不可少的试验项目。结合龙滩碾压混凝土特性试验,研究试件大小对抗剪参数的影响,确定了原位抗剪试验试件的尺寸效应系数,并提出了一个表达式,从而可用小试件代替大试件研究抗剪参数。这将有较高的理论价值和实用价值。     

水口电站明渠导墙碾压混凝土抗剪强度特性试验研究

碾压混凝土坝体中存在着众多的水平层面，而层面的各种物理力学性质比碾压混凝土本身差，在结构应力、温度应力作用下，对坝体的抗滑稳定、整体性及防渗性均可能产生不利影响。对水口电站明渠导墙不同层面碾压混凝土进行的变形性能和抗剪强度试验研究，取得了较丰富的现场资料，得到了一些感性认识。     

亭子口水利枢纽碾压混凝土原位抗剪试验研究

碾压混凝土层面原位抗剪试验是研究不同配合比碾压混凝土的不同间歇时间、层面不同处理措施对碾压混凝土层间接触面抗剪特性的影响规律。亭子口工程碾压混凝土工艺试验,只考虑了1种间歇时间、2种层间处理方式。原位抗剪试验结果证明,二、三级配碾压混凝土摩擦系数f’、粘聚力c’均满足设计要求。     

大坝碾压混凝土原位抗剪强度试验问题

碾压混凝土筑坝，水平施工缝面的抗滑稳定性能问题是岩石力学工作者的研究任务，准确确定剪切面的位置和设计制作好锚地反力架，是碾压混凝土原位抗剪强度试验中常易被忽视的两个重要问题，文章通过两个大坝碾压混凝土原位抗剪强度试验实例，说明两种反力架的使用效果，并简述了碾压混凝土的施工技术概和水平施工缝面原位抗剪强度试验方法，以及试验成果分析和结论性意见。     

龙滩碾压混凝土室内外抗剪试验结果对比分析

对龙滩大坝碾压混凝土的室内抗剪、现场原位抗剪试验和芯样抗剪试验结果进行了对比分析。室内和现场抗剪试验结果表明,随着层面间歇时间的延长,3种强度等级的碾压混凝土的抗剪强度均下降,尤其是冷缝出现后抗剪强度最低。采用小值平均法和保证率为80%时统计法分析,3种强度等级的碾压混凝土现场原位抗剪试验的f′、c′值均能满足设计要求,小值法较统计法的f′值稍高,c′值稍低;分别用小值法和统计法得出的f′、c′值计算出的抗剪强度差别不大,小值法稍低。除去尺寸效应和龄期的影响后,两种强度等级的芯样抗剪强度均大于设计抗剪强度。     

龙滩高坝碾压混凝土的层间抗剪强度参数

龙滩工程碾压混凝土重力坝，最大坝高２１６．５ｍ，当大体积持原重力坝断面尺寸前提下，要求碾压混凝土浇筑层面有较高的抗剪强度，根据现有工程经验和库仑抗剪理论，采用富胶凝材料ＲＣＣ技术，经大规模现场试验和较大尺寸原位抗剪试验，获得可靠的试验成果，为龙滩高ＲＣＣ坝的设计提供了依据。     

基于神经元网络的碾压混凝土材料剪切本构模型研究

碾压混凝土的分层形式对其力学性能有较大的影响．为了全面探讨碾压混凝土材料力学性能及为碾压混凝土结构数值分析提供材料参数，研究和建立了基于损伤的碾压混凝土材料剪切本构模型．由于现场原位抗剪（断）试验条件的限制，试验无法量测出试件的真实应变值．在考虑碾压层面点的强度、应变局部化效应的基础上，基于岩滩水电站现场碾压抗剪（断）试验结果，采用损伤模型的本构形式进行了碾压混凝土剪切本构研究，并建立了基于神经元网络的碾压混凝土剪切本构模型．     

基于双剪理论的饱和/非饱和渗流边坡稳定性分析

根据Bishop非饱和有效应力假定建立了适用于非饱和土的双剪统一强度理论。基于非饱和土双剪统一强度理论使用二维显式有限差分程序FLAC,以某边坡模型试验为例,考虑土体强度的中间主应力效应及渗流的影响,分析了地下水位升降导致的饱和/非饱和渗流条件下边坡稳定性分析问题。饱和及非饱和渗流的计算分析均说明忽略中间主应力效应的计算结果与边坡模型试验结果不相符。地下水位下降过程中,按相关联流动法则计算得出边坡只存在一条滑动面,而非相关联流动法则计算结果显示边坡存在多条滑动面。     

冻融劣化混凝土压剪作用下力学特性及破坏准则

为研究冻融劣化混凝土动静态抗剪性能,进行了不同冻融循环次数(0,10,25,35和50次)后混凝土在不同法向应力(0,3,6,9和12 MPa)下的压剪强度试验,混凝土强度等级为C30。研究分析了冻融循环次数和法向应力对混凝土剪切强度、峰值应变和黏聚力与摩擦系数的影响。分析结果表明:①随着冻融循环次数的增加,混凝土在相同法向应力状态下的剪切强度均逐渐降低,而且法向应力越大,剪切强度随冻融循环次数的增加而降低的程度越小;当冻融循环次数相同且法向应力不大于单轴抗压强度50%时,剪切强度随法向应力的增大而增大,且冻融劣化程度会影响该增幅效果;②在法向应力相同时,剪切峰值变形随冻融循环次数的增加呈线性增长趋势,对某一冻融循环次数,法向应力的存在增大了混凝土的剪切峰值变形;③摩擦系数和黏聚力都随冻融劣化程度的加深而降低,黏聚力大幅度降低是由于冻融劣化作用起主导作用所致。基于上述试验分析和八面体应力空间二次抛物线形式的压剪破坏准则,构建了平面应力状态下考虑冻融循环次数的混凝土压剪破坏准则。     

龙滩碾压混凝土重力坝坝体稳定性研究

本文提出了一种适用于分析含压剪裂缝结构的非线性断裂力学数值分析模型－－压剪钝裂纹带模型，并提出其求解方法－－调整力向量法；编程分析了龙滩碾压混凝土重力坝的建基面和碾压层面的压剪断裂过程，得到了裂纹的发展过程，相应的应力，应变场及大坝各高程的材料强度储备系数，并比较分析了软化模型和脆断模型；最后，得出大坝上游防渗措施和保证水平施工缝具有足够的抗渗要求是保证龙滩大坝稳定安全的关键的结论。     

不同应力路径下饱和粉土强度与变形特性试验研究

为了模拟地下工程施工过程中不同位置处受扰动土体实际的应力和变形状态,探讨不同应力路径条件下土体的强度和变形破坏特性,共进行了4组试验,分别为常规三轴压缩试验、等 P 压缩试验、等压固结减压压缩试验和偏压固结减压压缩试验。试验结果表明在不同的剪切路径下土体表现出不同的强度与变形特征,即在常规压缩条件下强度最高,减压压缩条件下的强度最低。而且,常规三轴压缩、等P压缩和减压压缩这3种剪切方式下土体均没有出现应变软化现象。试验结果所揭示的规律可为现场施工提供科学有益的指导。     

拱坝的有限元等效应力及复杂应力下的强度储备

有限元等效应力法今后将逐步取代拱梁分载法成为拱坝设计的主要方法，在计算有限元等效应力时，应直接进行数值积分，而不宜用二次曲线逼近，坝体自重宜用分步增量法计算，在坝体下游面压应力最大处，双向受压使混凝土抗压强度提高8％左右，如考虑施工期温度拉应力，抗压强度可能反而降低17％左右．在坝体上游面拉应力最大处，侧向压应力使混凝土抗拉强度下降7％～8％左右，在上游面拱冠区，三向受压，使抗压强度提高9％左右．     

龙滩碾压混凝土层面抗剪断试验研究

通过大量现场和室内的碾压混凝土层面抗剪断试验研究，获得了大量的第一手资料，为龙滩碾压混凝土高的设计提供了有价值的成果。     

我国碾压混凝土的抗裂特性研究

混凝土的开裂主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度，或者说是由于拉伸应变达到或超过了极限拉伸值而引起的。抗裂性好的混凝土应该具有较高的抗拉强度、较大的极限拉伸值、较低的弹性模量等。本文在大量收集国内碾压混凝土材料配合比及其相应的力学和变形性能资料后，提出碾压混凝土的抗压强度、弹性模量、抗拉强度及极限拉伸值主要由水灰比和粉煤灰掺量决定。     

华山花岗岩力学特性及能量演化规律研究

为了研究华山花岗岩的强度、变形特征以及能量耗散规律, 采用MTS815岩石力学试验机开展了单轴压缩和常规三轴压缩试验。结果表明:华山花岗岩表现出明显的脆性特征, 在三轴条件下应力应变曲线的上凹现象相比于单轴变得不明显; 随着围压的增加, 花岗岩的弹性模量和峰值应变不断增大, 但增加的速度逐渐变慢; 花岗岩的扩容阈值与围压近似呈线性关系; 单轴压缩条件下, 岩石内部储存的弹性应变能峰值后几乎瞬间都转化为耗散能, 劈裂破坏特征明显, 而三轴压缩下, 岩样的耗散能占吸收能的比例随围压提高逐渐增大, 表现为整体剪切破坏; 三轴压缩下的吸收能、弹性应变能以及耗散能都远大于单轴压缩下的对应值, 并且随着围压的增大而增大; 岩石破坏时的吸收能、耗散能以及储能极限均与围压存在良好的线性关系。