堆石料蠕變模型試驗(yàn)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(yùn)行，所以在大壩設(shè)計(jì)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(jī)理、蠕變模型、數(shù)值模擬計(jì)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?cè)囼?yàn)，對(duì)堆石料的蠕變規(guī)律、蠕變機(jī)理進(jìn)行分析，探討應(yīng)力水平和圍壓對(duì)蠕變的影響，最后基于試驗(yàn)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(duì)

2、上寨水庫(kù)和兩河口水電站的壩料進(jìn)行室內(nèi)蠕變?cè)囼?yàn)，加載方法分別為單級(jí)加載和應(yīng)力水平逐級(jí)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(yàn)歷時(shí)7天作為蠕變變形的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，以試驗(yàn)開始1小時(shí)作為堆石料蠕變和彈塑性變形的分界點(diǎn)。
　　 兩種不同加載方法在總應(yīng)變、蠕變、蠕變速率三個(gè)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(shí)間增長(zhǎng)，總應(yīng)變?cè)龃?。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，蠕變和蠕變速率與時(shí)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(kù)主堆石料和兩河口混合料的蠕變?cè)囼?yàn)資料求取冪函數(shù)蠕變表達(dá)式，并分析堆石料的蠕變機(jī)理。應(yīng)力水平對(duì)軸向應(yīng)變和蠕變的影響較大，而圍壓對(duì)軸向應(yīng)變和蠕變的量值影響相對(duì)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(gè)方面分析冪函數(shù)蠕變表達(dá)式的影響因素。單級(jí)加載蠕變?cè)囼?yàn)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(duì)于應(yīng)力水平逐級(jí)加載的蠕變?cè)囼?yàn)，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(jìn)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(duì)更符合大壩實(shí)際施工過程的應(yīng)力水平逐級(jí)加載的情況，提出了包含八個(gè)參數(shù)