高面板堆石壩流變特性及其模型參數(shù)敏感性研究.pdf

1、隨著混凝土面板堆石壩筑壩技術(shù)的不斷發(fā)展，其在工程中的應(yīng)用越來越廣，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析越來越受到設(shè)計(jì)人員的重視。堆石壩常規(guī)分析中采用的E-B模型或雙屈服面彈塑性模型所計(jì)算結(jié)果雖能在一定程度上反映壩體的應(yīng)力變形特性，但由于堆石料是具有彈性、塑性和粘性的綜合體，其壓縮變形不只是應(yīng)力狀態(tài)的函數(shù)而且與時(shí)間因素有關(guān)，即具有流變特性。因此，為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高面板堆石壩結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變形特性，需確定模擬高面板堆石壩流變效應(yīng)的計(jì)算模型，以在結(jié)構(gòu)分析中合理考慮

2、堆石料流變變形的影響，為高面板堆石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更加準(zhǔn)確的依據(jù)。
　　 本文首先從堆石流變產(chǎn)生的機(jī)理出發(fā)，分析流變變形產(chǎn)生的原因、影響堆石流變變形的因素，并提出減少堆石流變變形的工程措施。然后對(duì)比分析目前工程界所提出的幾種堆石流變模型，根據(jù)材料流變?cè)囼?yàn)結(jié)果和各模型特點(diǎn)，從中選擇適用于描述高面板堆石壩沛變變形特性的指數(shù)衰減型七參數(shù)流變模型作為本文后續(xù)研究的基礎(chǔ)。通過對(duì)面板堆石壩有限元計(jì)算原理的研究，結(jié)合堆石流變模型程序?qū)崿F(xiàn)方法的探

3、討，編制用于計(jì)算面板堆石壩流變變形的有限元計(jì)算程序。程序中以E-B模型計(jì)算堆石料的瞬時(shí)變形，以七參數(shù)流變模型計(jì)算堆石料的流變變形。最后以公伯峽面板堆石壩為例，分析在考慮流變和不考慮流變效應(yīng)兩種情況下，壩體在竣工期、蓄水期及蓄水運(yùn)行兩年后的應(yīng)力變形特性，對(duì)比分析堆石流變效應(yīng)對(duì)壩體及面板應(yīng)力變形的影響。結(jié)果表明，考慮流變效應(yīng)后，壩體位移和應(yīng)力較未考慮流變結(jié)果均有所增加，表明堆石流變效應(yīng)對(duì)壩體應(yīng)力變形存在一定的影響。
　　 另外，本文

4、介紹堆石流變模型參數(shù)的確定方法，考慮到流變模型參數(shù)較多，文中采用正交試驗(yàn)法，以壩體豎向位移、面板撓度和面板順坡應(yīng)力為試驗(yàn)指標(biāo)，分析堆石流變模型參數(shù)的敏感性，采用極差分析和方差分析法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明堆石流變模型中m1，b和m2對(duì)各試驗(yàn)指標(biāo)的敏感性高，其他參數(shù)敏感性較低，以此為流變模型參數(shù)反演分析和試驗(yàn)確定參數(shù)時(shí)參數(shù)個(gè)數(shù)的選取提供依據(jù)。
　　 本文所提出的上述模型和方法，為高面板堆石壩流變效應(yīng)的研究和流變模型參數(shù)敏感性分