张峰水库粗粒料三轴湿化试验研究

通过对张峰水库两组粗粒料试样进行高压三轴湿化试验,分析了湿化后的剪切强度特征,以及湿化体积应变、湿化轴向应变与围压和应力水平的关系。结果表明:不同应力水平对湿化后强度特征的影响较小;在应力水平较低时,湿化体积应变基本不随围压和应力水平的变化而变化;无论是在较低应力水平下还是在较高应力水平下,湿化体积应变随着围压的增大会有所波动,但总体趋势呈随围压的增大而增大;湿化轴向应变在低应力水平下随围压变化产生的变化量很小;同种试样在同样的试验条件下,在水的润滑作用下,固结排气剪试验得到的抗剪强度较大,固结排水剪试验得到的抗剪强度较小,三轴湿化试验得到的抗剪强度居中。     

粗粒料湿化变形三轴试验研究

对小浪底斜心墙堆石坝的砂岩粗粒料采用单线法进行中型三轴湿化变形试验,研究了该种土料的湿化变形特性。通过对试验结果和湿化变形规律的分析,总结了湿化轴向应变、湿化体积应变与湿化应力水平、围压之间的关系。试验结果表明,湿化轴向应变与湿化应力水平呈双曲线关系,湿化轴向应变与围压呈线性关系;湿化体积应变与湿化应力水平和围压均为线性关系。根据对试验结果的分析以及计算湿化变形的单线法,提出了一个适用于计算粗粒料湿化变形的数学模型。该湿化变形模型参数共6个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法。对模型进行了验证,结果表明该湿化模型计算曲线与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映粗粒料湿化变形的特征。     

粗粒料单向压缩湿化变形试验研究

采用高压单向压缩仪,对糯扎渡堆石坝的坝壳反滤料进行了不同相对密度的粗粒料湿化变形试验研究.分析试验结果,揭示了粗粒料在单向压缩条件下的湿化变形规律,探讨了不同干密度下粗粒料的湿化变形性质,发现湿化变形仅在高压下随粗粒料干密度的增大而增加,低压下干密度的影响不明显.另外,还分析了压力对湿化变形的影响,得出了湿化变形随竖向压力的增大而增加的规律,并用一指数函数进行了拟合.试验中,研究了一种减小侧壁摩擦力的方法,并通过是否减轻摩擦的对比试验,论证了方法的有效性.     

粗粒土的湿化变形规律研究

为了研究粗粒土的湿化变形规律,给土石坝蓄水后的变形计算提供依据,在综合分析前人单线法湿化试验成果的基础上,将湿化轴向应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,同样也将湿化体积应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,总结相应的规律,提出湿化变形计算公式。然后,结合不同学者的试验数据对文中提出的湿化变形计算公式进行验证。结果表明,堆石料湿化变形计算中,围压引起的湿化轴向应变与围压成幂函数关系,围压引起的湿化体变为轴变的3倍,偏压引起的湿化轴变与应力水平成双曲线关系,偏压引起的湿化体变与轴变成比例。通过数据拟合可知,文中提出的湿化变形公式与试验数据符合较好,可用于土石坝湿化变形计算中。     

粗粒土的湿化变形规律研究

为了研究粗粒土的湿化变形规律,给土石坝蓄水后的变形计算提供依据,在综合分析前人“单线法”湿化试验成果的基础上,将湿化轴向应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,同样也将湿化体积应变分为由围压引起的应变和由偏应力引起的应变两部分,总结相应的规律,提出湿化变形计算公式。然后,结合不同学者的试验数据对文中提出的湿化变形计算公式进行验证。结果表明,堆石料湿化变形计算中,围压引起的湿化轴向应变与围压成幂函数关系,围压引起的湿化体变为轴变的 3 倍,偏压引起的湿化轴变与应力水平成双曲线关系,偏压引起的湿化体变与轴变成比例。通过数据拟合可知,文中提出的湿化变形公式与试验数据符合较好,可用于土石坝湿化变形计算中。     

粗粒料湿化变形三轴试验中几个问题

分析了试验仪器、停机变形、变形稳定的标准、试样尺寸效应和试验材料级配方法等对粗粒料湿化变形三轴试验结果的影响.并根据笔者的试验结果,对停机变形和湿化变形稳定的标准进行了较为深入地讨论.结果表明:停机变形不可忽视.不同的变形稳定标准造成的湿化变形误差可达30%以上.采用规定时间作为湿化变形稳定的标准是不适宜的,按15 m in控制平均轴应变率为0.000 6%/m in是一个既省时、精度又能满足一般试验要求的标准.     

软岩料填筑面板堆石坝湿化变形分析

结合一工程实例,基于改进的湿化变形计算模型,采用邓肯-张E-B本构模型和有限元分析方法,研究软岩料的湿化变形对堆石体及面板应力变形的影响。结果表明:由于软岩堆石料湿化变形的影响,坝体整体沉降增加,并发生向下游的水平位移,面板的挠度增大,面板的压应力增量增大,对面板的应力变形产生了不利影响。     

堆石料湿化软化特性及计算模型研究

在分析堆石料工程特性的基础上,提出了堆石料浸水软化和湿化计算模型,并以某面板堆石坝为例进行了计算,结果表明:堆石体湿化变形将引起坝体沉降量增加,从而导致混凝土面板挠度和面板内应力增大;浸润线以上堆石体湿化变形随降雨量增大、饱和度提高而增加,当堆石体完全饱和时湿化变形最大;堆石体湿化和软化变形主要受饱和度及风化胶结物含量的控制.     

高围压状态下堆石料湿化变形特性

堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明：随着应力水平和围压增加,堆石料轴向湿化变形和体积湿化变形都显著增大,与中低围压下的湿化变形规律相近。高围压下的各向等压湿化变形,堆石料体积湿化应变与围压在双对数坐标中仍服从直线关系,轴向湿化应变与围压不再满足直线关系。高围压下的偏压湿化变形,堆石料体积湿化应变与轴向湿化应变之比一般在0～2范围内,与围压呈现近似水平发展趋势,随应力水平的增加而逐渐降低。采用六参数湿化模型,仍能准确表达轴向湿化变形、体积湿化变形随应力水平、围压的变形规律。     

湿化及流变对不同软岩料利用范围面板坝应力变形的影响

为研究不同软岩料分区范围下湿化及流变特性对面板堆石坝的应力及变形影响。查找、对比软岩料的湿化及流变模型,分析和研究已有的软岩料湿化及流变特性的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按软岩料的不同填筑范围制定两种计算方案,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,然后通过对比分析两种计算方案的计算结果,系统总结软岩料不同填筑范围对面板堆石坝应力变形的影响规律。结果表明:随着软岩料利用范围的扩大,坝体的流变范围也随之扩大,相应的垂直位移、水平位移位移及面板的挠度也随之增大。因此,在实际面板砂砾石坝工程设计中,进行软岩料的扩大利用时需要合理的制定软岩料填筑范围。     

三轴应力状态下砂砾料浸水变形特性试验研究

利用VJ非饱和三轴仪对砂砾石料进行了各向等压和剪切状态下浸水变形特性试验研究,并对不同应力状态下浸水变形过程中体应变和偏应变增量进行统计分析。假定体积应变增量在试样各向同性和等压固结条件下可分解成两部分,一部分是由于围压σ3引起的,另一部分是由于偏应力引起的;偏应变仅由偏应力引起的。在此假定的基础上建议了一个浸水体应变增量和偏应变增量与应力水平和围压之间的经验表达式以及相应的参数整理方法。     

球形颗粒散粒体的强度和变形特性试验研究

 采用大型三轴仪对球形颗粒散粒体进行了应变式三轴试验。试验结果表明,球形颗粒散粒体应力-应变关系符合理想弹塑性模型,其强度符合Mohr-Coulomb强度理论,体变与轴向应变关系符合线性关系。散粒体的强度和变形特性与其颗粒调整方式有密切关系。     

粗粒土卸载－再加载变形特性的研究

计算坝体卸载及再加载时的变形在设计中是一个有待研究的重要问题。文中首先分析粗粒土卸载再加载条件下的强度－变形特性，进而讨论了卸载－再加载变形模量确定的常规方法和改进，并将拉德－邓肯模型修正后用于再加载应力－应变的弹塑性分析。结果表明，对卸载和再加载条件下变形的弹塑性分析，采用修正的拉德－邓肯模型是适宜的。     

基于局部测量方法的堆石料变形特性试验研究

在大型三轴仪中联合采用了局部轴向位移计和径向变形测量位移传感器,通过直接测量试样局部的轴向应变和径向应变,排除了端部误差的影响。在此基础上研究了堆石料小应变阶段的变形规律。试验结果表明:轴向应变在0.001%~0.01%的范围时,局部位移计测定的割线模量是外部位移传感器测量结果的1.5~2.0倍,当轴向应变达到1%时两者测定的割线模量基本一致;传统测量方法会明显高估试样的实际体应变,低估径向应变,在小应变阶段局部测量方法测定的泊松比约为传统测量方法的2.0倍。     

应力作用下非饱和重塑黏土土水特征曲线研究

利用最新研制的全自动非饱和土固结仪,研究了竖向应力对非饱和重塑黏土土水特征曲线的影响,并采用FX模型,通过最小二乘法对试验结果进行拟合。结果表明,竖向应力越大,试样的空气进入值越大,曲线越平缓,水越难排出,相同吸力下含水率越高。FX模型可以较好的描述本次试验各组试样的土水特征曲线。通过分析拟合参数,提出一个只与竖向应力有关的土水特征曲线经验公式。     

缓凝混凝土绝热温升的公式拟合方法

缓凝混凝土初期绝热温升发展很慢,与_般混凝土的规律不完全相同,用单一公式拟合时,不能很好地表述其绝热温升的变化规律。由于绝热温升是影响混凝土结构温度场的主要因素,因此在混凝土结构温度应力仿真分析时,需要比较准确地模拟绝热温升的变化规律。为此,提出了用两个公式分两段对缓凝混凝土绝热温升曲线进行拟合,并给出了绝热温升的计算公式和公式拟合方法,使得缓凝混凝土绝热温升的表述比较准确、完整,为混凝土结构温度应力仿真分析提供更为准确的材料参数。     

基于灰色模型的基坑变形预测评价

基坑开挖施工必然会引起基坑以及支护结构的变形稳定问题,采用灰色系统预测理论建立了深基坑变形的非等时距GM(1,1)预测模型,利用某工程实例的实际监测数据对基坑各阶段的变形进行预测,通过对预测成果与实际值的对比分析,对应用灰色模型预测基坑变形给予了评价。     

渠道输水损失计算的回归分析方法研究

目前在计算输水渠道的渗漏量时,一般均采用传统的考斯加可夫公式,但其也存在明显的不足:忽略了运行年限对渠道渗水的影响,且相关公式参数取值与我国实际不符。针对上述问题,提出了一种数学回归分析法,介绍了相关测流方法、测流条件、测流点布置方案以及实测资料的收集分析。典型灌区实例验证表明,采用回归分析法对传统经验公式进行改进,可得到精度较高的计算结果。     

基于EEMD与SE的IPSO-LSSVM模型在坝肩边坡变形预测中的应用

坝肩边坡变形在外部因素影响下呈现出不确定性和随机性,从而不易预测。基于聚类模态分解(EEMD)、样本熵(SE)和改进型粒子群算法优化的最小二乘支持向量机(IPSO-LSSVM)方法,提出一种名为EEMD-SE-IPSO-LSSVM的坝肩边坡变形预测模型。首先,利用EEMD将原始坝肩边坡变形时间序列分解为若干个不同复杂度的子序列,并基于SE判定各子序列的复杂度,将相近的子序列进行合并重组以减少计算规模;然后,分别对各重组子序列建立IPSO-LSSVM预测模型;最后,将各预测分量进行叠加重构,得到最终的大坝变形预测值。以澜沧江苗尾水电站左岸坝肩边坡为例,将BPNN、RBFNN、LSSVM、EEMD-SE-LSSVM与EEMD-SE-PSO-LSSVM进行对比研究。结果表明,该模型的计算精度优于其他神经网络模型,具有较好的适宜性和稳定性,是一种可靠的坝肩边坡变形预测方法,能够为大坝安全监测提供有价值的参考。     

饱和软黏土应变累积特性及经验模型

为了更加真实地描述地基饱和软黏土在长期交通循环荷载作用下的永久变形特性,借助GDS变围压动三轴试验系统对温州饱和软黏土开展了一系列恒定围压应力路径(CCP)以及变围压应力路径(VCP)下的部分排水循环加载试验,重点分析了循环动应力比(CSR)、应力路径(α)及其长度(L)对饱和软黏土永久轴向应变的影响。试验结果表明:在给定的循环次数(N)下,永久轴向应变随着CSR的增大和α的减小而增大,可分别采用指数函数和对数函数描述永久轴向应变与CSR和α之间的关系。基于试样经历10 000次循环后的永久轴向应变,通过归一化处理发现归一化永久轴向应变(ε^p_{a,10 000}/ε^p,CCP_{a,10 000})与归一化应力路径长度(L/L_CCP)和归一化平均主应力幅值(p^ampl/p^ampl_CCP)之间分别呈对数和线性关系且与CSR无关。进一步构建了考虑CSR、α以及N综合影响的对数型经验模型并对不同应力路径下的永久轴向应变进行了预测,预测结果与实测值呈现出较好的一致性。