土石料的流变模型及其应用

文中提出的三参数流变模型，与笔者原先提出的双屈服面弹塑性模型相配合，可用于土石坝的变形分析。通过反馈分析求得流变参数。还利用湖南省株树桥面板堆石坝的原型观测资料进行了计算。     

堆石体流变本构模型参数的智能反演

提出基于演化神经网络和序列二次规划算法的智能反演方法,通过实测变形资料对堆石坝流变本构模型参数进行反演分析,算例计算表明,该方法高效且具有全局收敛性。采用该方法对某堆石坝9参数流变模型参数进行反演分析,计算结果表明,利用反演的模型流变参数所计算的坝体流变变形与实测资料在发展规律及数值上均比较吻合。最后采用反演后的参数对该堆石坝后期变形进行了考虑流变效应的流变计算,预测出该堆石坝的后期变形量,预测结果合理可信。     

堆石料流变模型参数敏感性分析的正交试验法

基于七参数流变模型的堆石料流变分析已在面板堆石坝应力变形分析中得到广泛采用,但目前关于该流变模型参数对于坝体应力变形的敏感性研究还不够深入。为此,本文采用正交试验法,以公伯峡面板堆石坝为依托,以坝体最大沉降位移V、面板挠度δ和面板顺坡向应力σ作为敏感性分析的主要试验指标,进行七参数流变模型参数关于这些试验指标的敏感性分析。结果表明,对指标V、δ、σ来讲,因素m1的影响最大,其次是b和m2,这3个参数的敏感性作用显著;而α、c、d和m3对各指标的影响不够显著,参数敏感性低。因此,在采用七参数流变模型进行面板堆石坝流变分析时,应将m1、b和m2作为流变参数分析与选择的重点。本文研究成果可以为面板堆石坝流变分析时合理选择流变模型参数提供参考依据。     

一种新的岩石黏弹塑性流变模型

根据岩石流变力学特性,提出了一个能描述岩石加速流变阶段的黏塑性流变模型。然后,将这个岩石黏塑性流变模型与5元件黏弹性剪切流变模型串联起来,构成了一种新的岩石黏弹塑性流变模型。利用花岗岩剪切流变试验曲线对该岩石黏弹塑性流变模型进行辨识,获得了模型的流变参数。将岩石黏弹塑性流变模型拟合结果与剪切流变试验结果进行比较,结果表明岩石黏弹塑性流变模型能够较好地描述岩石的加速流变特性。     

岩体流变参数反演的加速遗传算法

从系统辨识的角度，基于浮点编码的加速遗传算法，提出岩体流变系统参数的进化反演模型，并通过算例进行验证。计算结果表明，本文方法可以在仅给出各参数取值范围的条件下，有效地求得岩体流变系统参数，且克服了传统优化搜索算法在待反演参数数目较多时，寻优过程极易 陷入局部最优值，甚至搜索不收敛等缺陷。     

岩体流变参数反演的加速遗传算法

从系统辨识的角度，基于浮点编码的加速遗传算法，提出岩体流变系统参数的进化反演模型，并通过算例进行验证。计算结果表明，本文方法可以在仅给出各参数取值范围的条件下，有效地求得岩体流变系统参数，且克服了传统优化搜索算法在待反演参数数目较多时，寻优过程极易陷入局部最优值，甚至搜索不收敛等缺陷。     

天生桥混凝土面板堆石坝原型观测资料反馈分析

利用天生桥混凝土面板堆石坝有关的实测资料进行反馈分析，得出三种筑坝石料的流变参数、接触面单元模型参数和混凝土面板的弹性模量，采用考虑流变后的“南水”双屈服面弹塑性模型，对坝体的施工和蓄水全过程运行计算，预测２０００年底高水位情况下今后坝体和面板的应力变形性状。     

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。     

高面板堆石坝坝体流变性状

根据室内堆石料的流变试验，确定了坝料的流变参数，利用改进后的流变模型计算了公伯峡电站混凝土面板堆石坝的坝体和面板变形。计算结果表明，计入堆石料流变变形的计算模型能更好地模拟高面板堆石坝的应力应变系。     

含缓倾软弱夹层的矿山高边坡长期稳定性分析

选取常规力学试验参数与反演环剪流变试验得到的流变参数,采用基于Burgers流变模型的数值计算方法对四川省峨胜水泥采矿场含缓倾软弱夹层的变形体边坡进行长期稳定性分析。结果表明:可用Burgers模型来描述二叠系含泥软弱夹层的流变变形特性;Burgers流变模型的数值计算结果显示该边坡已出现破坏,且监测点的位移曲线与实际监测点曲线拟合度较高,表明软弱夹层的流变特性在边坡破坏机制中起主导作用。对比传统的极限平衡法与强度折减法,含此类缓倾软弱夹层边坡的长期稳定性分析宜采用基于Burgers流变模型的数值计算方法。     

高心墙堆石坝瞬变-流变参数解耦反分析方法及变形预测

高心墙堆石坝材料分区较多,且静力模型和流变模型参数均不相同。为了避免二者同时反演时巨大的计算量,并进一步提高反演参数的准确性,更好地分析堆石坝应力变形、进行变形预测,考虑堆石体瞬变和流变参数的解耦关系,对瞬变和流变参数进行解耦反演分析。以瀑布沟心墙堆石坝为例,在参数敏感性分析的基础上,利用堆石坝施工期、第一次满蓄水期、第二次满蓄水期的变形监测资料,以敏感性较强的参数为待反演参数,采用基于基因片段差异度的遗传算法和径向基函数神经网络(RBF)构建反演平台,对瞬变-流变模型参数进行了解耦反演分析。反演结果表明,计算值与实测值在数值和变化规律上总体符合较好,反演结果较为合理可靠。     

旋转粘度计测定浆体流变参数的计算方法

本文探讨用旋转粘度计测定当试样部分发生剪切变形时流变参数的计算方法，并导出相应的虚流变方程，完善了用旋转粘度计测定浆体流变参数的计算方法，提出了参数的检测精度。     

颗粒流变破碎与堆石料流变应变计算

流变是堆石坝的主要变形，当前主要采用室内三轴流变试验加以测量，并通过拟合试验结果得到流变经验公式。但流变试验的时间长，且试验工况要覆盖坝料种类、级配与密度变化并需满足插值方法要求，实际操作困难，简化试验工况则影响插值计算精度。为此，提出一种计算堆石料流变的简化方法，设想可进行加载速率足够慢的三轴试验，使试样中凡受力大于长期强度的颗粒有时间充分破碎，得到的应力-应变-体变曲线则包含流变应变，与不含流变的常规三轴试验曲线比较，得到流变应变。算例计算表明，通过计算得到的流变应变与试验值相当，流变模型参数符合预期。     

一种新的非线性粘弹塑性流变模型

根据岩石蠕变条件下裂纹扩展特性,在前人研究的基础上建立了一个能反映加速蠕变阶段的非线性粘弹塑性流变模型,该模型能描述蠕变变形的3个阶段,即初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变。结合锦屏二级水电站深埋长大引水隧洞板岩剪切流变试验结果,通过编写变尺度法(DFP)算法,辨识流变模型参数,结果表明作者提出的非线性粘弹塑性流变模型是正确的。     

考虑岩体流变的隧道锚长期稳定性研究

岩体流变是隧道锚长期稳定性研究重点之一。以FLAC3D软件中CVISC流变模型为理论基础,通过单轴压缩流变试验及接触面长期抗剪强度试验获得与岩体流变相关的力学参数,并将CVISC模型和获得的参数融入依托工程数值仿真模型,进行长期稳定性分析。分析结果显示:隧道锚在1倍设计主缆力施加后100a内,锚塞体、围岩及锚塞体与围岩接触面长期变形小,较符合工程设计安全要求。上述研究思路与结果可为类似工程研究提供参考。     

水流强度对高含沙水流流变参数影响的试验研究

通过求解切应力方程，导出了高含沙水流紊流区流变参数的求解公式；根据常水管道的试验资料，分析了紊流区流变参数随水流强度变化的规律，并在一定范围试验资料基础上，建立了流变参数与有效雷诺数间的经验关系式。     

稳定水泥浆流变性试验研究

对聚合物稳定剂水泥浆和膨润土稳定剂水泥浆进行了流变试验研究，按宾汉流变模型对其流变参数进行了理论计算；结果表明，聚合物稳定剂水泥浆动切应力较膨润土稳定剂水泥浆低，其可灌性和扩展半径要优于膨润土稳定剂水泥浆。     

堆石体流变研究进展

介绍了近二十年来国内外在堆石体流变特性的研究,主要是在堆石体流变机理分析、堆石体本构模型的建立、堆石体流变参数的确定等方面所取得的进展和成果。     

高围压下堆石体流变本构研究及数值模拟

进行了多组历时长达70天的堆石体三轴流变试验，所有试验数据均表现出良好的规律性。在试验基础上提出了一种新的高围压下堆石体流变本构关系，轴向流变和体积流变均可用幂函数表达，最终流变量考虑了应力水平和围压的影响。详细推导了新的本构模型在三维有限元分析中的具体算法和实现步骤。数值计算结果与试验结果对比表明，该本构模型基本反映了高围压下堆石体的流变特性，并且可以直接应用到高面板堆石坝的应力变形分析中。     

改进的广义Bingham岩石蠕变模型

基于岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩三轴流变试验数据,分析蠕变曲线的特征,构造出能够表现岩石衰减蠕变和加速蠕变阶段特征的非线性函数,引入到广义Bingham的蠕变本构方程中,得到一个新的非线性蠕变模型,该模型的材料参数较少。通过绿片岩流变数据对新的非线性蠕变模型的参数进行辩识,得到了蠕变模型的材料参数。对蠕变模型计算结果和试验结果的比较表明,该模型能够很好的描述蠕变曲线中的初始衰减蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段,证明了该模型的正确性和合理性。