堆石體壩料現(xiàn)場碾壓施工參數(shù)與室內(nèi)力學(xué)參數(shù)關(guān)系初探.pdf

1、混凝土面板堆石壩的變形是影響大壩安全穩(wěn)定的重要因素之一。壩體過量變形將引起面板變形過大而容易發(fā)生斷裂，以及引起周邊縫變形過大甚至破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重滲漏，危及大壩安全。為了獲得面板堆石壩壩料的工程特性以及對(duì)堆石壩的填筑質(zhì)量進(jìn)行控制，國內(nèi)外進(jìn)行了大量的室內(nèi)試驗(yàn)研究和現(xiàn)場大型碾壓試驗(yàn)研究，與此同時(shí)，基于室內(nèi)試驗(yàn)力學(xué)參數(shù)開展了大量的面板堆石壩應(yīng)力變形計(jì)算分析和控制。但研究表明，現(xiàn)場大型碾壓試驗(yàn)和面板堆石壩應(yīng)力變形計(jì)算分析至今尚未建立聯(lián)系。為此，本文

2、首先分別研究現(xiàn)場大型碾壓試驗(yàn)和室內(nèi)物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)，然后建立現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)和室內(nèi)物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)的關(guān)系模型，最后探討基于堆石料物理力學(xué)參數(shù)優(yōu)選碾壓施工參數(shù)。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）堆石體壩料現(xiàn)場大型碾壓試驗(yàn)分析
　　首要簡要介紹了現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)的基本內(nèi)容，針對(duì)現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)是多因素復(fù)雜系統(tǒng)問題，探討了碾壓試驗(yàn)施工參數(shù)和碾壓質(zhì)量參數(shù)之間的非線性映射關(guān)系。以碾壓機(jī)具、振動(dòng)頻率、碾壓噸位、行進(jìn)速度、鋪料厚度、灑水量、碾壓遍數(shù)及

3、碾壓后壩料沉降作為輸出，以壩料級(jí)配、干密度、孔隙率、滲透系數(shù)等碾壓質(zhì)量參數(shù)作為輸入，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立了碾壓試驗(yàn)施工參數(shù)和碾壓質(zhì)量參數(shù)之間的關(guān)系，并通過實(shí)例工程驗(yàn)證了所建模型的合理性。
　?。?）堆石體壩料室內(nèi)物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)分析
　　首先對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)的基本內(nèi)容進(jìn)行了簡要介紹，并分析了室內(nèi)試驗(yàn)加載過程中所涉及到的參數(shù)。然后簡要介紹由室內(nèi)試驗(yàn)獲得工程上常用的鄧肯E-B計(jì)算模型參數(shù)的基本原理，并分析了該計(jì)算模型各參數(shù)之間的規(guī)

4、律。進(jìn)而探討了室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)參數(shù)和室內(nèi)試驗(yàn)加載參數(shù)之間的非線性映射關(guān)系，即選擇鄧肯E-B模型的計(jì)算參數(shù)作為輸入，室內(nèi)試驗(yàn)加載參數(shù)（干密度、孔隙率、圍壓、壩料巖性及級(jí)配）作為輸出，基于量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)參數(shù)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)加載參數(shù)之間的關(guān)系模型。并通過實(shí)例分析驗(yàn)證了所建模型的可靠性。
　?。?）堆石體壩料室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)與現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)之間關(guān)系的建立
　　首先對(duì)比分析堆石體壩料室內(nèi)試驗(yàn)與碾壓試驗(yàn)的工程特性參數(shù)，選取

5、干密度、孔隙率、級(jí)配作為分析對(duì)象。然后基于級(jí)配分形維數(shù)理論，分析了不同工程的設(shè)計(jì)級(jí)配在不同縮尺方法下的變化。最后，探討了堆石料室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)和現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)之間的關(guān)系，即選擇室內(nèi)試驗(yàn)的干密度、孔隙率、縮尺后壩料級(jí)配的分形維數(shù)作為輸入?yún)?shù)，碾壓試驗(yàn)的干密度、孔隙率、縮尺前壩料級(jí)配的分形維數(shù)作為輸出參數(shù)，基于廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立堆石體壩料室內(nèi)試驗(yàn)與碾壓試驗(yàn)之間的關(guān)系模型，實(shí)例分析表明，該模型可以模擬室內(nèi)試驗(yàn)與碾壓試驗(yàn)之間參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。