摻礫粘土靜動(dòng)力特性研究.pdf

1、心墻堆石壩是工程中應(yīng)用最為廣泛的一種土石壩壩型。心墻堆石壩一般采用滲透系數(shù)小的粘土作為防滲心墻材料，但是單一粘土有著強(qiáng)度低、壓縮變形大、不適于機(jī)械化施工等缺陷，制約了粘土心墻壩向300m級(jí)發(fā)展。摻礫粘土既具有粘土的防滲透功能，同時(shí)又具備了礫石抗剪強(qiáng)度高、壓縮變形小、和壩殼變形協(xié)調(diào)一致等優(yōu)點(diǎn)，因此作為心墻材料已經(jīng)在前蘇聯(lián)的羅貢壩、中國的糯扎渡等高心墻堆石壩中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　目前對(duì)于摻礫粘土的壓實(shí)性、滲透性等特性已經(jīng)有了比較深

2、入的研究，但是對(duì)于其靜力、動(dòng)力特性的研究較少，對(duì)于數(shù)值模擬中的模型適用性研究也較少。
　　本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51279025，51379028)、國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目(91215301)和新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助(NCET-12-0083)的支持下，結(jié)合我國某在建300m級(jí)心墻堆石壩，開展了以下工作:
　　(1)利用靜力三軸儀和動(dòng)力三軸儀進(jìn)行了摻礫粘土的固結(jié)排水剪切試驗(yàn)、固結(jié)排水反復(fù)加卸載剪切試驗(yàn)

3、、非飽和試樣的固結(jié)排氣剪切試驗(yàn)、動(dòng)模量阻尼試驗(yàn)以及永久變形試驗(yàn)，研究了摻礫粘土的靜、動(dòng)力特性。
　　(2)研究了鄧肯，張E-B模型和廣義塑性模型對(duì)摻礫粘土應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系的適應(yīng)性，并通過有限元比較了鄧肯-張E-B模型和廣義塑性模型模擬心墻堆石壩蓄水時(shí)的變形特性，根據(jù)不同模型計(jì)算的大壩沉降規(guī)律，分析了廣義塑性模型的合理性。
　　(3)分析了摻礫粘土的卸載模量參數(shù)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了鄧肯-張E-B模型通常假定的卸載模量系數(shù)和指數(shù)是不合理的

4、，建議了適用于摻礫粘土的卸載模量參數(shù)與加載模量參數(shù)的關(guān)系。
　　(4)針對(duì)摻礫粘土試驗(yàn)飽和、加壓固結(jié)以及剪切過程中測量體變的困難，采用了外部液壓設(shè)備測量試樣體積的變化，避免了試樣飽和度對(duì)體變的影響，并大大提高了試驗(yàn)的效率;比較了這種方法與常規(guī)方法的體變測量結(jié)果差異，驗(yàn)證了本文采用的體變測量方法的精度;通過比較非飽和試樣和飽和試樣的廣義塑性模型參數(shù)，論證了采用非飽和試樣代替飽和試樣的可行性。
　　(5)采用有限元分析方法，比較