沈珠江殘余變形模型的改進及其應(yīng)用研究.pdf

1、土石壩因其結(jié)構(gòu)簡單、工程經(jīng)濟、施工快速而成為應(yīng)用最廣的壩型。隨著我國水利水電建設(shè)的快速發(fā)展，擬建的堆石壩的高度已達300m級。西部地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，地震頻繁且強度大，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算中，到目前為止尚未形成一個比較統(tǒng)一的殘余變形計算模型，選用不同的計算模型其計算結(jié)果往往會有所差異。沈珠江模型在表達式上為增量形式，參

2、數(shù)較少且獲取較易，應(yīng)用性強，概念較清晰，在土石壩永久變形分析中應(yīng)用較多。但近年來的研究表明，沈珠江模型計算結(jié)果有時偏大，對于強震區(qū)高面板堆石壩，偏大的永久變形將導(dǎo)致面板應(yīng)力過大，不便于綜合評價面板堆石壩的抗震性能。因此，本文利用高精度中型三軸儀，試圖通過試驗對沈珠江模型加以改進，并運用有限元計算進一步驗證改進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、動兩用液壓伺服中型三軸儀，對堆石料進行靜力

3、、動模量和阻尼比以及動力殘余變形試驗，其中考慮了圍壓、固結(jié)比、動應(yīng)力、密實度的不同，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)性對沈珠江模型進行改進，并整理出計算參數(shù)，同時分別利用水科院模型和谷口模型對試驗數(shù)據(jù)進行整理，以便進行對比分析。 (3)在改進模型的基礎(chǔ)上考慮不同密實度對殘余變形的影響，在計算模型中引入孔隙比，得到的模型參數(shù)具有孔隙比無關(guān)性，具有更普遍的意義，由此可

4、以推得現(xiàn)場密實度下的堆石料的殘余變形。 (4)利用試驗得出的參數(shù)對理想面板堆石壩進行永久變形分析，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)譜以及密實度等多種影響因素對壩體永久變形的影響，通過計算驗證了改進模型的合理性，并得出一些有意義的結(jié)論，對工程實際的設(shè)計和施工提供指導(dǎo)性建議。 (5)結(jié)合工程實際——漩坪水電站面板堆石壩靜動力及永久變形分析，用改進模型對其進行永久變形分析，進一步驗證了改進模型的適用性