廣義塑性模型在面板堆石壩分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、面板堆石壩因其適應(yīng)性強(qiáng)且優(yōu)點(diǎn)眾多而成為當(dāng)今壩工設(shè)計(jì)的主要壩型之一。在對面板堆石壩進(jìn)行有限元分析時，需要考慮面板堆石壩的施工期、運(yùn)行期以及受地震荷載作用等不同工況。目前，在土石壩工程有限元分析過程中，靜力分析廣泛采用的是鄧肯張模型，動力分析廣泛采用的是等效線性模型，永久變形分析廣泛采用的是沈珠江殘余變形模型。這套靜動力分析方法在巖土工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了大量的研究成果，在模型參數(shù)的確定以及計(jì)算程序開發(fā)等方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為

2、工程設(shè)計(jì)提供了重要的參考和依據(jù)。但是對處于不同工況下的面板堆石壩采用不同的本構(gòu)模型和參數(shù)，將會導(dǎo)致計(jì)算過程的復(fù)雜，而且計(jì)算結(jié)果也不盡合理。
　　在廣義塑性理論框架上提出的廣義塑性模型，只需要一組模型參數(shù)就可以完成對土工建筑物的靜、動力分析。該模型提出時主要是針對砂土的液化問題。鄒德高等人考慮壓力相關(guān)性對廣義塑性模型進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展成粗粒料的廣義塑性模型，并成功用于實(shí)際工程。考慮到粗粒料廣義塑性模型對復(fù)雜應(yīng)力路徑的適應(yīng)性方面的研究還

3、不夠充分，本論文首先驗(yàn)證粗粒料廣義塑性模型對復(fù)雜應(yīng)力路徑的適應(yīng)性，然后計(jì)算了一個實(shí)際工程，將粗粒料廣義塑性模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工程中常用的模型（鄧肯張E-B模型、等效線性模型、沈珠江殘余變形模型）計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證粗粒料廣義塑性模型的合理性和先進(jìn)性。
　　在國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“筑壩堆石料的剪脹特性及其對高面板堆石壩靜、動力變形的影響研究(51279025)”;新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(NCET-12-0083);國家

4、自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目“高壩、地下結(jié)構(gòu)及大型洞室群地震災(zāi)變集成研究(91215301)”的支持下，開展了如下工作:
　　(1)采用粗粒料廣義塑性模型，對不同應(yīng)力路徑下的大型三軸試驗(yàn)進(jìn)行模擬，驗(yàn)證模型對不同應(yīng)力路徑的適用性;同時對一個具有實(shí)測資料的小型面板堆石壩進(jìn)行二維有限元分析，驗(yàn)證模型應(yīng)用于面板堆石壩計(jì)算的合理性。
　　(2)利用高精度大型靜、動兩用三軸儀，對某面板堆石壩筑壩堆石料進(jìn)行了靜、動力三軸試驗(yàn)，并整理出