【摘 要】
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现阶段,我国对于高堆石坝的建设需求不断增加,对于堆石体筑坝材料的相关力学特性研究也至关重要。筑坝堆石料的最大粒径能够超过1m,以现有的试验条件还无法进行原级配室内试
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现阶段,我国对于高堆石坝的建设需求不断增加,对于堆石体筑坝材料的相关力学特性研究也至关重要。筑坝堆石料的最大粒径能够超过1m,以现有的试验条件还无法进行原级配室内试验。因此,在进行室内试验时必须在原级配上进行一定程度的缩尺,进而在一定程度上模拟出原级配堆石料的力学性质。堆石体在经过缩尺后其级配发生了变化,颗粒间的填充关系也显著的不同,使得缩尺后堆石体试样与原级配堆石料的力学特性之间存在较大差异,即缩尺效应。本文考虑颗粒破碎效应,采用随机颗粒不连续方法对水布垭堆石料进行数值模拟试验,分析缩尺效应,主要工作如下:(1)介绍了堆石体的随机颗粒不连续变形分析方法。运用随机模拟技术生成形状随机的堆石颗粒及其在空间中的分布,反映堆石体的不规则颗粒形状和随机堆积特性;介绍了堆石体随机颗粒模型的生成程序SPG;介绍了一种简便易行的颗粒侵入判据,提高颗粒生成的效率;介绍了基于内聚力模型以及岩石劣化模型的堆石料颗粒破碎效应的模拟方法。(2)系统分析了缩尺效应的影响因素;测定了岩石颗粒在不同尺寸下的强度,采用Weibull理论统计分析了颗粒强度分布特性和尺寸效应;采用连续-离散耦合分析方法,研究了颗粒强度的尺寸效应对堆石体室内试验缩尺效应的影响,从细观层面揭示了室内试验尺寸效应的产生机制。(3)依托水布垭高面板堆石坝的筑坝材料,对典型材料分区(主堆石区、次堆石区)的堆石体进行数值剪切试验,根据原级配堆石料的三轴试验曲线整理邓肯E-B模型参数,分别采用室内试验和数值试验得到的邓肯E-B模型参数,进行大坝应力变形仿真分析,验证堆石体数值剪切试验研究的合理性。
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