堆石料流變特性研究.pdf

1、我國的高土石壩發(fā)展非常迅速，尤其是面板堆石壩以其突出的優(yōu)點(diǎn)備受重視，在建的湖北清江水布埡面板壩高達(dá)233 m，是目前世界最高的面板壩。我國從“七五”到“九五”期間，結(jié)合西北口面板壩、天生橋一級(jí)面板壩、水布埡面板壩陸續(xù)開展了一系列研究工作，在大壩填料特性、試驗(yàn)方法、數(shù)值分析技術(shù)、反分析方法、設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)等方面取得了大量研究成果。隨著研究的進(jìn)展和土石壩運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)與觀測(cè)資料的積累，高土石壩的流變已成為壩工專家和工程師廣泛關(guān)注而亟待深入研

2、究的問題。堆石料是土石壩的主要填料，其流變特性是土石壩流變研究的關(guān)鍵，但目前國內(nèi)外對(duì)堆石料流變特性的研究并不多，在這方面尚有很多問題需要探討。 本文結(jié)合南京水利科學(xué)研究院巖土所承接的項(xiàng)目“壩料流變及濕化的心墻堆石壩應(yīng)力應(yīng)變有限元分析理論和方法研究”，在糯扎渡心墻堆石壩料的流變?cè)囼?yàn)成果的基礎(chǔ)上，研究堆石料的工程特性，研究堆石的流變機(jī)理，研究堆石料的流變量與時(shí)間的函數(shù)擬合關(guān)系，探討堆石體流變的物理機(jī)理和影響堆石流變變形的主要因素，建

3、立一個(gè)高圍壓條件下的流變量計(jì)算改進(jìn)模型。 從糯扎渡心墻堆石壩料角礫巖、花崗巖、泥質(zhì)砂巖和心墻含礫土(摻礫35％)4種壩料在不同應(yīng)力狀態(tài)下的流變?cè)囼?yàn)，得到如下結(jié)論： (1)壩料流變與自身性質(zhì)有關(guān)，心墻土流變較堆石料大，顆粒強(qiáng)度低的堆石料流變較顆粒強(qiáng)度高的堆石料大，飽和堆石料的流變較風(fēng)干堆石料的流變大。就4種壩料而言，心墻土流變量較大，泥質(zhì)砂巖次之，花崗巖再次之，角礫巖最小。 (2)最終體積流變與周圍壓力σ<,3>和

4、應(yīng)力水平S<,l>有關(guān)，在高圍壓下，最終體積流變與周圍壓力σ<,3>和應(yīng)力水平為線性關(guān)系。最終剪切流變也與周圍壓力σ<,3>和應(yīng)力水平S<,l>有關(guān)，在高圍壓下，最終剪切流變與圍壓為線性關(guān)系，與應(yīng)力水平為雙曲線關(guān)系。 (3)高圍壓下，流變與時(shí)間選用衰減曲線指數(shù)函數(shù)更合適。 (4)通過本次試驗(yàn)得到四參數(shù)流變模型，對(duì)最終體積流變和最終剪切流變量改進(jìn)。 大坳面板堆石壩壩體內(nèi)部原型觀測(cè)資料結(jié)果表明，在填筑到頂以后大壩一直