堆石料蠕變模型試驗研究.pdf

1、竣工后的沉降將導(dǎo)致壩體內(nèi)部應(yīng)力重新分布，使面板出現(xiàn)裂縫，影響大壩的安全運行，所以在大壩設(shè)計階段必須考慮到堆石壩在工程竣工后的蠕變變形。目前，在堆石料蠕變機理、蠕變模型、數(shù)值模擬計算方面的研究還沒能較好的反映堆石料的蠕變性質(zhì)。為此，本文通過室內(nèi)蠕變試驗，對堆石料的蠕變規(guī)律、蠕變機理進行分析，探討應(yīng)力水平和圍壓對蠕變的影響，最后基于試驗數(shù)據(jù)，建立堆石料的冪函數(shù)蠕變模型。主要開展的研究工作如下:
　　 采用SR-4大型高壓三軸蠕變儀對

2、上寨水庫和兩河口水電站的壩料進行室內(nèi)蠕變試驗，加載方法分別為單級加載和應(yīng)力水平逐級加載。在總結(jié)以前學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，確定了以試驗歷時7天作為蠕變變形的穩(wěn)定標準，以試驗開始1小時作為堆石料蠕變和彈塑性變形的分界點。
　　 兩種不同加載方法在總應(yīng)變、蠕變、蠕變速率三個方面表現(xiàn)出相似的規(guī)律。隨著應(yīng)力水平的增大，堆石料變形穩(wěn)定的時間增長，總應(yīng)變增大。在雙對數(shù)坐標中，蠕變和蠕變速率與時間呈線性關(guān)系。同一圍壓下，應(yīng)力水平越大蠕變速率越大

3、。隨著圍壓的增大，不同應(yīng)力水平的軸向蠕變速率差值縮小;同一圍壓不同應(yīng)力水平下，體積蠕變速率相差不大。
　　 根據(jù)上寨水庫主堆石料和兩河口混合料的蠕變試驗資料求取冪函數(shù)蠕變表達式，并分析堆石料的蠕變機理。應(yīng)力水平對軸向應(yīng)變和蠕變的影響較大，而圍壓對軸向應(yīng)變和蠕變的量值影響相對較小。圍壓是引起體積應(yīng)變和蠕變的主要因素。
　　 然后，從應(yīng)力水平和圍壓兩個方面分析冪函數(shù)蠕變表達式的影響因素。單級加載蠕變試驗的軸向初始蠕變隨應(yīng)力水

4、平的增大而增大，軸向蠕變指數(shù)隨著圍壓的增大而減小;體積初始蠕變沒有得到比較統(tǒng)一的規(guī)律，體積蠕變指數(shù)隨圍壓的增大而減小。對于應(yīng)力水平逐級加載的蠕變試驗，軸向初始蠕變隨應(yīng)力水平的增大而增大，可用指數(shù)函數(shù)進行擬合，軸向蠕變指數(shù)隨圍壓的增大呈現(xiàn)開口向上的拋物線變化;隨圍壓的增大，體積初始蠕變呈現(xiàn)開口向下的拋物線變化，體積蠕變指數(shù)呈現(xiàn)開口向上的拋物線變化。
　　 最后，針對更符合大壩實際施工過程的應(yīng)力水平逐級加載的情況，提出了包含八個參數(shù)