土的动力Hardin-Drnevich模型小应变特性及其阈值应变研究

以Hardin-Drnevich模型的双曲骨架曲线为基础,采用Masing准则构造其滞回圈,形成小应变土体动力耗散函数.然后从热力学基本定律出发,分析其对应的屈服面及能量耗散特性.发现筑坝堆石类无黏性材料的动力特性存在2个阈值应变,定义为第一和第二阈值应变.两个阈值应变将土体动力特性分成3段.当土体的动应变小于第一阈值应变时,土体屈服为常摩擦系数的摩擦耗散控制;当土体动应变介于第一、第二阈值应变之间时,土体屈服为变摩擦系数的摩擦耗散控制;当土体动应变大于第二阈值应变时,土体屈服除摩擦机制外还存在剪胀等土体结构改变的效应.土体的2个阈值应变主要受最大动剪切模量系数及指数控制,无黏性土的摩擦角对其也有一定影响.两个阈值应变均随最大动剪切模量系数及指数的增大而减小.     

图像应变测量技术在土石坝振动台试验中的应用

采用有限元与广义交互验证方法相结合的数据平滑方法,开发了一套适合于土工试验模型应变测量计算的程序,通过三点弯曲梁实例验证了程序的正确性和可靠性,并将该方法应用于心墙堆石坝振动台模型试验的应变测量计算中,获得了模型坝的位移场和应变场,探讨了心墙堆石坝模型的地震破坏机理。结果表明,模型坝破坏过程大致分整体变形、坝坡滑移变形和破坏三个阶段,其中坝坡滑移变形阶段的标志是坝体由整体运动转为上下游坝坡分别向两侧滑动,空库时模型坝的破坏模式是上下游坝坡浅层破坏。     

高土石坝地震加速度分布特征三维分析

针对现行<水工建筑物抗震设计规范>分析高土石坝坝坡抗震稳定提供的土石坝地震动态分布系数图已不能满足要求,基于Seed解析法,采用三维有限单元法分析了高土石坝地震加速度分布特征,提出了300m级高土石坝沿坝高和河谷宽度方向地震加速度分布图,为确定超高土石坝抗震加固范围及分析坝坡稳定提供了理论参考.     

基于粒子群支持向量机的高心墙堆石坝渗透系数反演

渗流场参数的获取是研究运行期高心墙堆石坝渗流特性的难点之一。针对糯扎渡高心墙堆石坝,利用饱和–非饱和渗流场有限元程序生成学习样本,借助支持向量机的高度非线性映射能力,建立了渗透系数与水头之间的映射关系。再以识别误差目标函数为适应值,采用粒子群优化算法反馈搜索以建立大坝渗透系数反演模型。以大坝最大横剖面典型渗压计测点为实测点,采用一维固结理论推导了大坝心墙超静孔隙水压力消散计算公式,并对心墙水头实测值进行修正。通过对运行期库水位稳定时段渗流场的反演得到大坝待反演分区的渗透系数,再利用水位上升期对应的渗流场进行验证。结果表明,渗透系数反演结果是合理的。     

颗粒破碎对粗粒料力学特性的影响研究

易破碎是粗粒料显著的特点,颗粒破碎对粗粒料的抗剪强度、内摩擦角、剪胀以及渗透系数均会产生影响。通过室内大型三轴试验,对粗粒料的颗粒破碎以及应力进行了分析,建立了破碎耗能与塑性功之间的关系式,并将其引入土体受力变形过程中的能量方程,采用相关联流动法则推导出了粗粒土的屈服函数,并绘制出在不同围压下经颗粒破碎修正的屈服面。     

高压喷射连续墙的应力与变形研究

本文采用三维非线性有限元方法,研究了某枢纽围堰基础高喷连续墙的应力和变形,着重对墙体不同夹角布置、不同弹模对墙体应力、变形特性的影响和墙上分载关系进行了细致的比较研究。 首次提出墙体之间存在着拉应力最小的最优夹角,在有限元计算中,采用了虚化结构的方法分析基坑开挖,并考虑了土石料的湿化作用。     

基于单粒压缩试验的堆石料破碎特性研究

堆石料的颗粒破碎是影响其强度及变形的主要因素,但堆石料在受力过程中的颗粒破碎规律仍不明确,缺乏准确判断堆石料颗粒破碎的标准。单粒压缩试验是研究堆石料破碎特性的重要手段,通过可视化单粒压缩试验对920组不同粒径玄武岩堆石料颗粒的破碎过程进行了研究。试验结果表明：玄武岩堆石料单粒压缩破碎的过程大致可分为4个阶段,破碎模式可分为3种类型,破碎程度随粒径的减小而增大;同一粒组的堆石料单粒强度较好地服从 Weibull模型,随着试验样本量的增加,峰值应力分布逐步趋向正态分布;破碎颗粒的级配分布与破碎模式相关,多应力峰值破碎颗粒的碎后粒径级配曲线服从分形分布。     

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。     

土的动力Hardin-Drnevich模型小应变特性及其阈值应变研究

以Hardin-Drnevich模型的双曲骨架曲线为基础,采用Masing准则构造其滞回圈,形成小应变土体动力耗散函数。然后从热力学基本定律出发,分析其对应的屈服面及能量耗散特性。发现筑坝堆石类无黏性材料的动力特性存在2个阈值应变,定义为第一和第二阈值应变。两个阈值应变将土体动力特性分成3段。当土体的动应变小于第一阈值应变时,土体屈服为常摩擦系数的摩擦耗散控制;当土体动应变介于第一、第二阈值应变之间时,土体屈服为变摩擦系数的摩擦耗散控制;当土体动应变大于第二阈值应变时,土体屈服除摩擦机制外还存在剪胀等土体结构改变的效应。土体的2个阈值应变主要受最大动剪切模量系数及指数控制,无黏性土的摩擦角对其也有一定影响。两个阈值应变均随最大动剪切模量系数及指数的增大而减小。     

多维量化记忆模型及其验证

将一维量化记忆模型中的记忆点对扩展为偏平面上的记忆面,定义量化模量为当前应力点到破坏面的距离,采用一维量化记忆模型的量化函数,构筑了多维量化模量的插值方法,进而可确定滞回圈上任意点的塑性模量。编写了有限元计算程序,实现了多维应力条件下土工建筑物的动力非线性分析。通过对大三轴试样动力试验过程的模拟,发现多维量化记忆模型及其算法能够很好地模拟土的动应力应变关系。