沈珠江殘余變形模型的改進(jìn)及其應(yīng)用研究.pdf

1、土石壩因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程經(jīng)濟(jì)、施工快速而成為應(yīng)用最廣的壩型。隨著我國(guó)水利水電建設(shè)的快速發(fā)展，擬建的堆石壩的高度已達(dá)300m級(jí)。西部地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，地震頻繁且強(qiáng)度大，因此大壩抗震研究工作的迫切性和重要性日益突出。從震害資料分析可以看出，土石壩的裂縫、震陷、滑坡等都與地震殘余變形有關(guān)。在土石壩地震永久變形計(jì)算中，到目前為止尚未形成一個(gè)比較統(tǒng)一的殘余變形計(jì)算模型，選用不同的計(jì)算模型其計(jì)算結(jié)果往往會(huì)有所差異。沈珠江模型在表達(dá)式上為增量形式，參

2、數(shù)較少且獲取較易，應(yīng)用性強(qiáng)，概念較清晰，在土石壩永久變形分析中應(yīng)用較多。但近年來(lái)的研究表明，沈珠江模型計(jì)算結(jié)果有時(shí)偏大，對(duì)于強(qiáng)震區(qū)高面板堆石壩，偏大的永久變形將導(dǎo)致面板應(yīng)力過(guò)大，不便于綜合評(píng)價(jià)面板堆石壩的抗震性能。因此，本文利用高精度中型三軸儀，試圖通過(guò)試驗(yàn)對(duì)沈珠江模型加以改進(jìn)，并運(yùn)用有限元計(jì)算進(jìn)一步驗(yàn)證改進(jìn)模型的合理性和適用性。 本文主要工作分為以下部分： (1)利用高精度靜、動(dòng)兩用液壓伺服中型三軸儀，對(duì)堆石料進(jìn)行靜力

3、、動(dòng)模量和阻尼比以及動(dòng)力殘余變形試驗(yàn)，其中考慮了圍壓、固結(jié)比、動(dòng)應(yīng)力、密實(shí)度的不同，研究其在不同應(yīng)力條件下的變形特性。 (2)在沈珠江模型的基礎(chǔ)上，考慮殘余變形應(yīng)力水平的相關(guān)性對(duì)沈珠江模型進(jìn)行改進(jìn)，并整理出計(jì)算參數(shù)，同時(shí)分別利用水科院模型和谷口模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，以便進(jìn)行對(duì)比分析。 (3)在改進(jìn)模型的基礎(chǔ)上考慮不同密實(shí)度對(duì)殘余變形的影響，在計(jì)算模型中引入孔隙比，得到的模型參數(shù)具有孔隙比無(wú)關(guān)性，具有更普遍的意義，由此可

4、以推得現(xiàn)場(chǎng)密實(shí)度下的堆石料的殘余變形。 (4)利用試驗(yàn)得出的參數(shù)對(duì)理想面板堆石壩進(jìn)行永久變形分析，分別考慮永久變形模型、壩高、壩坡、地震峰值加速度、地震反應(yīng)譜以及密實(shí)度等多種影響因素對(duì)壩體永久變形的影響，通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證了改進(jìn)模型的合理性，并得出一些有意義的結(jié)論，對(duì)工程實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)性建議。 (5)結(jié)合工程實(shí)際——漩坪水電站面板堆石壩靜動(dòng)力及永久變形分析，用改進(jìn)模型對(duì)其進(jìn)行永久變形分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了改進(jìn)模型的適用性