公伯峡面板堆石坝堆石流变特性反演分析

为了分析堆石流变特性及其对公伯峡混凝土面板应力变形的影响,利用原位观测资料对公伯峡面板堆石坝的变形性态进行分析,采用Merchant黏弹性流变模型,反演计算得到相应的流变参数,并用反演得到的流变参数对大坝受力变形进行计算分析。结果表明:堆石的流变作用较明显,流变期间沉降计算值与实测值的变化规律较吻合,堆石流变对面板应力变形、垂直缝和周边缝变形有较大影响;所采用的流变模型和反演得到的流变参数较合理,能够预测面板坝轴向应力和裂缝的发展趋势。     

粗粒料水平循环单剪动力特性试验研究

针对利用动三轴试验设备进行粗粒料动力特性试验时存在试验成本高和工序复杂等问题,采用自主研发的水平向单剪试验仪,通过大型水平循环单剪试验,研究了粗粒料的动剪切模量和动阻尼比等动力特性。试验结果表明,粗粒料的动剪切模量、动阻尼比与水平剪应变、初始竖向应力、剪切速率和循环数等因素有关。水平剪应变越小,初始竖向应力越大,循环数越多,动剪切模量越大,动阻尼比越小,且动阻尼比随循环数的增多,其减小和增长速率均变小,最终达到收敛。试验结果与动三轴剪切试验结果规律类似,可见采用大型水平循环单剪仪进行粗粒料动力特性试验研究可行、合理。     

不同冻结温度条件下膨胀土冻融循环试验

为了研究冻融循环次数与冻结温度对膨胀土物理力学性质的影响规律,以南阳中膨胀土为试验对象,在不同冻融循环次数和冻结温度条件下对膨胀土试样进行变形测量和无侧限压缩试验。试验结果表明:膨胀土试样在冻融循环过程中体积变化表现为"冻缩融胀",随着冻融循环次数的增多,试样的冻缩量和融胀量渐趋稳定,不同的冻结温度会改变试样的残余孔隙比。冻融循环作用对膨胀土的力学性质有着显著的影响,其第一次最为强烈,在冻融循环过程中,膨胀土试样的应力应变曲线形态显得越来越"瘦小",破坏应变、无侧限抗压强度和弹性模量等参数均逐渐减小,当冻结温度为-10℃时,膨胀土的力学参数受冻融循环作用的影响最大。     

基于单剪试验邓肯E B模型参数的确定

土石坝应力应变有限元计算中常采用邓肯E-B模型,模型参数大多通过三轴试验确定,但操作相对比较复杂,为此提出一种通过单剪试验确定邓肯E-B模型参数的方法,即对某一级配粗粒料进行单剪试验,将试验得到的单剪条件下的应力应变关系通过转换公式得到三轴条件下的应力应变关系,据此整理得到的邓肯E-B模型参数与三轴试验结果基本一致,并用该参数对单剪试验进行有限元数值模拟,得到的应力应变关系与试验结果较为吻合。     

破碎性堆石料单剪试验研究

介绍了自行研制的叠环式大型单剪试验仪。对两种不同岩性的堆石料进行了不同竖向应力条件下大变形的单剪试验,分别研究了竖向应力施加过程(压缩过程)及单剪过程中颗粒破碎的变化。试验结果表明:颗粒破碎与颗粒抗压强度及施加的竖向应力有关,颗粒抗压强度小及施加的竖向应力大,压缩过程与剪切过程中颗粒破碎率大;无论是压缩过程还是剪切过程,颗粒破碎均存在一个临界值;颗粒破碎主要发生在压缩或剪缩过程中。     

不同应力路径下颗粒材料细观结构分析

用离散单元法对颗粒材料的双轴压缩试验进行了模拟,分析了不同应力状态时颗粒材料细观结构的发展规律。由经典土力学中土体骨架的细观表达出发,延伸出一种表述结构力链的数学统计参数。研究了该参数在不同应力路径下的变化趋势,验证了该参数对于描述颗粒材料细观结构的合理性,并从细观结构的角度解释了破坏滑动面产生的原理。通过定量描述加载过程中土体内部力链结构的变化,建立细观与宏观之间的关系,从细观机理上解释了宏观试验中破坏滑动面一般呈现45° + φ/2左右的事实,为今后从细观结构角度研究土体宏观特性提供了一个新的思路。