堆石料蠕變模型試驗研究.pdf

1、竣工后的沉降將導致壩體內部應力重新分布，使面板出現裂縫，影響大壩的安全運行，所以在大壩設計階段必須考慮到堆石壩在工程竣工后的蠕變變形。目前，在堆石料蠕變機理、蠕變模型、數值模擬計算方面的研究還沒能較好的反映堆石料的蠕變性質。為此，本文通過室內蠕變試驗，對堆石料的蠕變規(guī)律、蠕變機理進行分析，探討應力水平和圍壓對蠕變的影響，最后基于試驗數據，建立堆石料的冪函數蠕變模型。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

2、上寨水庫和兩河口水電站的壩料進行室內蠕變試驗，加載方法分別為單級加載和應力水平逐級加載。在總結以前學者研究成果的基礎上，確定了以試驗歷時7天作為蠕變變形的穩(wěn)定標準，以試驗開始1小時作為堆石料蠕變和彈塑性變形的分界點。
　　 兩種不同加載方法在總應變、蠕變、蠕變速率三個方面表現出相似的規(guī)律。隨著應力水平的增大，堆石料變形穩(wěn)定的時間增長，總應變增大。在雙對數坐標中，蠕變和蠕變速率與時間呈線性關系。同一圍壓下，應力水平越大蠕變速率越大

3、。隨著圍壓的增大，不同應力水平的軸向蠕變速率差值縮小;同一圍壓不同應力水平下，體積蠕變速率相差不大。
　　 根據上寨水庫主堆石料和兩河口混合料的蠕變試驗資料求取冪函數蠕變表達式，并分析堆石料的蠕變機理。應力水平對軸向應變和蠕變的影響較大，而圍壓對軸向應變和蠕變的量值影響相對較小。圍壓是引起體積應變和蠕變的主要因素。
　　 然后，從應力水平和圍壓兩個方面分析冪函數蠕變表達式的影響因素。單級加載蠕變試驗的軸向初始蠕變隨應力水

4、平的增大而增大，軸向蠕變指數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，體積蠕變指數隨圍壓的增大而減小。對于應力水平逐級加載的蠕變試驗，軸向初始蠕變隨應力水平的增大而增大，可用指數函數進行擬合，軸向蠕變指數隨圍壓的增大呈現開口向上的拋物線變化;隨圍壓的增大，體積初始蠕變呈現開口向下的拋物線變化，體積蠕變指數呈現開口向上的拋物線變化。
　　 最后，針對更符合大壩實際施工過程的應力水平逐級加載的情況，提出了包含八個參數