不同加載應(yīng)力路徑下堆石料力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、堆石料具有強(qiáng)度高、變形小、壓實(shí)性好和就近取材的優(yōu)良特性，目前已經(jīng)廣泛用于路堤、機(jī)場(chǎng)、地基、大壩等建設(shè)中。我國(guó)西南地區(qū)的江河上水流流速快、落差大、蘊(yùn)藏著豐富的水能資源。然而這些地區(qū)地廣人稀，交通不便，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，利用當(dāng)?shù)氐耐潦牧闲藿ǘ咽瘔蔚膬?yōu)勢(shì)極其明顯。筑壩堆石料大多來源于山體的爆破開挖，具有顆粒尺寸較大、顆粒級(jí)配較好和顆粒破碎較為顯著的特點(diǎn)，也正是由于堆石料的這些特點(diǎn)，堆石壩的應(yīng)力~變形受到了工程界廣泛的關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)。目前

2、堆石料應(yīng)力~變形特性和力學(xué)參數(shù)求取多采用等圍壓σ3應(yīng)力路徑，較少研究不同加載應(yīng)力路徑條件下這些材料參數(shù)的變化規(guī)律，而實(shí)際大壩在填筑和蓄水過程中的應(yīng)力路徑是變圍壓的復(fù)雜加載過程。變圍壓應(yīng)力路徑的顆粒破碎與常圍壓σ3應(yīng)力路徑是否有區(qū)別研究成果尚少，應(yīng)力路徑對(duì)顆粒破碎的影響還有待進(jìn)一步研究；此外，目前堆石料的剪脹方程大都是根據(jù)等圍壓σ3應(yīng)力路徑得到的，這些剪脹方程是否能反映不同加載應(yīng)力路徑下堆石料的剪脹規(guī)律尚不明了。因此，開展不同加載應(yīng)力路徑

3、下堆石料力學(xué)特性試驗(yàn)，深入研究堆石料的顆粒破碎和剪脹規(guī)律，對(duì)準(zhǔn)確分析高土石壩壩體及其防滲體安全具有重要的理論和工程意義。本文的主要工作有：
　　(1)采用大型高壓復(fù)雜應(yīng)力路徑三軸試驗(yàn)儀，對(duì)某高堆石壩的主堆石料進(jìn)行了4組不同加載應(yīng)力路徑的三軸試驗(yàn)，研究了應(yīng)力路徑對(duì)堆石料應(yīng)力~變形的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明：三軸壓縮狀態(tài)下，應(yīng)力路徑對(duì)峰值強(qiáng)度和破壞圍壓之間關(guān)系的影響不顯著。
　　(2)對(duì)試驗(yàn)后的堆石料進(jìn)行了精確的顆粒篩分，分析了不同加

4、載應(yīng)力路徑試驗(yàn)后的顆粒破碎的變化規(guī)律，揭示了不同應(yīng)力路徑條件下顆粒破碎率和塑性功存在一致關(guān)系。
　　(3)對(duì)等kc、等σ3、等p、等σ1共4種應(yīng)力路徑的堆石料的剪脹特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，剪脹試驗(yàn)結(jié)果表明：目前應(yīng)力狀態(tài)和狀態(tài)相關(guān)的剪脹方程能較好反映堆石料單一應(yīng)力路徑下的剪脹規(guī)律，但不能有效地描述不同加載路徑試驗(yàn)中剪脹比大小依賴于應(yīng)力增量方向的現(xiàn)象，表現(xiàn)出明顯的應(yīng)力路徑相關(guān)性；發(fā)現(xiàn)剪脹線的斜率參數(shù)和截距參數(shù)都與應(yīng)力增量方向線性相關(guān)，據(jù)此