再论粗粒土剪胀性模型

 介绍了2种堆石料大型三轴试验和平面应变试验的试验成果。假设土的应变分为弹性应变和剪胀应变,弹性应变与应力间服从广义虎克定律,剪胀应变服从Rowe剪胀方程,弹性泊松比为常数,完整地建立3参量Kp,Kq,G与应力关系式,初步提出了一种新的非线性剪胀模型,给出了模型参数的整理方法,论证了一般非线性弹性模型中泊松比的力学意义。试验表明,剪胀性模型能够很好地模拟堆石料的应力应变曲线,对于同一种堆石料,由三轴试验和平面应变试验得到的模型参数除强度指标外,其它参数有很好的一致性,并给出了2种堆石料的模型参数。该模型是一种力学概念明确,简单实用的非线性剪胀模型。     

确定大径粗粒土最大密度的近似方法

本文在大量粗粒土最大、最小密度试验资料的基础上,根据ρ_(min)～d_(max)和ρ_(dmin)～d_(max),ρ_(dmax)～P_5和ρ_(dmin)～P_5的相似性,提出由实测粗粒土(d_(max)=60mm模型级配)的ρ_(dmax)、ρ_(dmin)和大径粗粒土(原级配料)的ρ_(dmin)等资料;确定大径粗粒土的最大密度ρ_(dmax),为设计和施工确定大径粗粒土的填筑标准和密度指标提供依据。     

粗粒土防渗料质量控制方法

通过硗碛水电站砾质土直心墙土石坝质量控制,总结粗粒土防渗料质量控制方法,为类似工程确保施工质量、加快工程施工进度和提高经济效益提供参考资料.     

土石坝土工膜防渗方案的计算分析

采用邓肯张材料本构模型和渗流的流固耦合方法对土石坝复合土工膜防渗问题进行了计算和分析。主要分析了复合土工膜作为土石坝的防渗体时,坝体在竣工期和稳定渗流期能否满足安全要求,土工膜能否有效降低坝体内的浸润线,并对土工膜面板防渗方案和心墙防渗方案进行对比。结果表明,土工膜做为防渗体能够使大坝满足安全运行的要求,土工膜心墙防渗方案在应力应变和防渗方面要优于土工膜面板防渗方案。     

低弹模混凝土防渗墙弹模值对大坝压应力的影响

针对国内广泛应用于土石坝除险加固中的低弹模混凝土防渗墙,介绍目前混凝土防渗墙弹性模量的取值范围及混凝土防渗墙的运行效果.以浙江省吴家园水库大坝除险加固中低弹模混凝土防渗墙的应用为研究背景,通过有限元软件模拟分析混凝土防渗墙的应力应变,结合大坝运行过程中防渗墙应力应变监测资料,研究弹性模量的变化对低弹模混凝土防渗墙应力应...     

基于土料参数时变特性的土石坝渗透破坏概率动态分析方法

为更真实地反映土石坝渗透破坏发展的随机与时变特性,采用干湿循环土工试验与渗透系数反演等手段,从土料参数变异性及时变性角度来表征土石坝动态渗透破坏概率。将RBF神经网络和LHS法相融合对随机抽样方法进行改进,克服了传统Monte Carlo随机抽样法计算量过大的缺陷,对比证明了该改进方法的准确性与高效性。将该改进方法应用于某土石坝渗透破坏概率动态分析,计算结果表明,该土石坝渗透破坏概率总体较高并呈现逐年增大趋势,需要进行除险加固处理。     

剪切硬化粘土应力应变关系归一化性状分析

基于Ducan—Chang双曲线模型,对剪切硬化粘土应力应变关系归一化性状进行了系统分析,从理论上推导了两种新的归一化因子（（σ1-σ3）血和（σc）n）,并以实例进行验证,结果表明：当采用常规归一化因子不能很好地实现归一化性状时,采用新的归一化因子来归一化效果很好,值得在实际工程中推广应用。     

基于ABAQUS软件的土石坝应力应变分析

利用有限元通用分析软件ABAQUS的用户子程序,实现Duncan-Chang模型的开发;同时利用热传导模块进行渗流分析。以此对某土石坝坝体进行应力与变形非线性有限元计算,得到坝体在施工期与稳定渗流期的应力与变形值。计算结果表明：利用ABAQUS软件,通过二次开发可以有效的实现土石坝的应力、应变计算。     

基于ABAQUS的土石坝稳定渗流期应力应变分析

利用有限元分析软件ABAQUS的用户子程序接口,实现了Duncan-Chang本构模型在ABAQUS中开发,对土石坝应力应变进行分析。考虑渗流作用时,首先采用有限元法计算坝体渗流场,通过迭代法算出稳定渗流的逸出点和浸润线位置,并根据水力梯度得到坝体所受的渗透力。然后将渗流分析所确定的渗流力与土体浮力等荷载共同施加在施工期的坝体上,分析计算土石坝在稳定渗流期的应力应变值。分析结果表明:采用此方法进行土石坝稳定渗流期的应力应变分析是合理的,且大大提高了计算效率。     

风化模型在粗粒土颗粒破碎研究中的应用

对古水面板堆石坝玄武岩筑坝粗粒土堆石料进行了颗粒破碎试验。依据试验前后试样的颗粒级配曲线,研究了风化模型参数与颗粒破碎之间的关系。研究结果表明,风化模型能够很好地拟合试验前后土体的颗粒级配曲线,对于大粒径颗粒（大于5 mm）的级配拟合效果远优于分形几何模型;风化模型参数本质上反映了土体颗粒级配曲线与土体最大颗粒粒径线围成面积的大小及其分布状态;相对破碎参量Br是风化模型参数的函数,可以直接通过试验前后土体颗粒级配曲线的风化模型参数求出。     

基于蛙跳优化算法的土石坝邓肯-张E-B模型参数反演

邓肯-张E-B模型常用来刻画土石坝本构关系,对其参数进行准确估计是实现土石坝应力应变分析的前提。本文针对工程中通过三轴试验确定其参数所存在的不足,着重阐释了群智能蛙跳优化算法在反演土石坝邓肯-张E-B模型参数中的应用,结合实测资料,通过正分析,证明了蛙跳优化算法在E-B模型参数反演中的合理性,以期为其他工程提供借鉴。     

考虑坝料初始压密特性的土石坝变形计算方法

在土石坝工程中,经高强度反复碾压后的筑坝土石料会达到非常密实的状态,从而表现出明显的超固结特性,未考虑这种特性的土石坝应力变形计算分析中,通常会使低坝的变形计算结果偏大,高坝的变形计算结果偏小。通过设定初始屈服面或初始加载函数,本文提出一种可考虑坝料初始超固结特性的土石坝变形计算方法,分别结合沈珠江双曲服面模型和邓肯-张EB模型讨论了具体的实现方案,进行了不同坝高、考虑和不考虑坝料初始超固结特性的算例分析,结果表明,所提出的方法可有效解决土石坝变形“低坝算大,高坝算小”的现象。     

特高土石坝建设与安全保障的关键问题及对策

随着我国水资源利用进程的推进,一批建设条件和运行环境更加复杂、坝高200 m以上的特高土石坝正在建设或即将开工建设,这些高坝大库的顺利建设与长期安全事关国家经济社会发展和公共安全。分析了复杂条件下特高土石坝建设和长期安全保障面临的理论与技术挑战以及需要解决的关键科学与技术问题,提出了以下重点研究内容:通过筑坝粗粒料和坝体结构的多尺度试验、已建高土石坝运行性状反馈分析、先进数值模拟方法的发展等手段,分别从材料和结构层面,揭示特高土石坝粗粒料力学性质尺度效应、接触面变形与破坏机制、防渗系统服役性能演化规律,建立其长期安全评价理论体系,显著提升特高土石坝变形与渗流安全预测精度;通过新结构、新材料、新设备、新标准的研发,解决复杂河谷条件、恶劣气候条件下坝体结构和防渗系统变形协调与渗流安全问题,形成复杂条件下特高土石坝灾变防控技术体系;基于我国大型水库在线安全监测平台,通过引入先进的卫星遥感技术、制订安全评价标准等,构建特高土石坝安全实时监控与风险预警平台,实现对特高土石坝安全的实时监控、风险预警、信息发布和应急处置指导。从而为进一步提升我国特高土石坝建设水平和安全保障能力提供理论与技术支撑。     

土石坝沉降的预测灰色模型

本文将灰色系统理论应用到土石坝沉降资料分析中，通过新陈代谢方法与GM（2，1）模型相结合建立了灰色预测模型。该模型的可行性与合理性在铁山水库土坝的实际应用中得到了验证。     

基于ABAQUS的土石料本构模型二次开发及其应用

利用ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT的二次开发平台开发土石料的沈珠江双屈服面模型,并以一面板堆石坝为例,结合ABAQUS的“单元增加/去除”技术进行了坝体施工和水库蓄水的仿真分析.算例计算结果与用自编程序计算结果的比较表明,利用UMAT子程序开发的土石料沈珠江模型结合“单元增加/去除”技术进行土石坝施工仿真计算是可行的,计算结果合理可靠,且开发周期较自编程序大为缩短.     

应力应变有限元法在面板堆石坝设计中的应用

利用有限元前处理网格自动剖分程序进行计算数据的准备,用有限元方法对面板堆石坝进行不同坝坡方案、不同坝体受荷条件下的计算分析,对坝体应力应变采用线性与非线性两种方法进行了分析比较,从而得出面板堆石坝坝坡的大致范围以及坝体应力和变形的分布规律,最后对面板堆石坝设计提出了一些建议。     

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。     

混凝土防渗墙接头大比尺模型试验与计算

介绍防渗墙接头大比尺模型试验，量测了混凝土防渗墙内的应力、廊道与防渗墙之间的相对位移以及填土表面的下沉.试验分空接头、软接头和刚性连接及插入式方案4种情况.对每种试验情况都进行二维和三维有限元计算， 并将实测值与计算值对比.空接头防渗墙内应力在试验情况下只有刚性连接的一半， 软接头及插入式方案的可减缓墙内应力.三维计算防渗墙应力与实测值符合，二维计算值偏大。