非线性解耦K-G模型在高面板堆石坝应力变形分析中的应用

结合对高面板堆石坝的研究 ,对作者所提出的非线性解耦K G模型作了进一步的改进和完善 .目前 ,这种模型已能适应填筑坝在施工期和蓄水期的各种应力路径 ;可用常规三轴试验求得具有归一性的模型参数 ,且工程问题的有限元求解简单、可行 .本文介绍这一模型的新模式及模型参数的增量回归方法 ,以及应用于高面板堆石坝的三维有限元计算结果 .

堆石料现场侧限压缩试验解耦K-G模型参数分析方法及在面板坝中的应用

本文利用解耦K-G模型能适应不同应力路径的特点,提出一种堆石料现场侧限压缩试验(=132cm)解耦K-G模型参数的分析方法。该方法能求得解耦K-G模型的4个主要参数,突破了侧限压缩试验只能用于求取压缩模量Ea一个参数的局限。从而解决了用室内三轴试验(=30cm)参数存在的“缩尺效应”等影响,并对三板溪面板堆石坝进行了三维有限元分析。

黏性土非线性弹性K-G模型的一种改进方法

为解决《土工试验规程》建议的K-G模型未考虑土体剪缩性问题并保持其简单性,在其基础上增加了一个剪缩模量,建议了一个3模量7参数K-G-D模型,给出了用p和q与εv和εs表示的完整的增量应力应变关系式;通过正常固结黏土的各向等压固结试验和等平均正应力的三轴压缩排水试验标定了模型参数;进行了黏土的常规三轴压缩排水试验,利用模型参数预测了相应路径下土样的体积与轴向变形,经与实测值对比,预测结果较好。该模型可考虑土体压硬性、剪缩性、应变强化特性,能较完善地描述欠固结和正常固结土及松砂和中密砂在等p和增p路径下的变形特性;模型并未在规程模型的基础上增加试验工作,且概念清晰、形式简单、便于实际应用。

非线性K-G模型对胶凝砂砾石材料的适应性

非线性K-G模型最初是基于堆石料三轴试验提出的土体本构模型。胶凝砂砾石材料是一种力学性质极其复杂的新型筑坝材料,其颗粒组成和力学性质与堆石料有较大的区别。通过试验研究,在非线性K-G模型的基础上,提出了该模型的体积变形模量Kt和剪切变形模量Gt的求取方法。根据三轴试验数据,利用该模型计算相应参数,并预测应力—应变曲线,结果表明:该模型能较好地模拟胶凝砂砾石材料的应力—应变曲线,能用于胶凝砂砾石材料的相关计算分析。

季冻区草炭土非线性K-G模型试验研究

季冻区草炭土是沼泽环境中植物残体在氧化分解作用下,堆积形成的含有大量未分解纤维残体的特殊土。草炭土纤维及其含量对其强度和变形特性具有重要影响,目前考虑纤维含量对草炭土强度和变形特性影响的本构关系研究还相对匮乏。K-G本构模型因其模型参数与土的体积模量和剪切模量能建立直接联系,因此在岩土工程非线性理论和数值计算分析方面广泛应用。以不同纤维含量的草炭土为研究对象,进行三轴剪切试验,研究了草炭土的应力应变曲线,得到了草炭土非线性K-G模型参数,分析了各模型参数随纤维含量的变化规律,建立了模型参数与纤维含量之间的线性函数关系。对实际公路工程建设具有一定的指导意义。

天生桥面板堆石坝实测变形的三维反馈分析

本文根据天生桥面板堆石坝施工期及初次高水位蓄水后的实测变形资料 ,采用清华非线性解耦K G模型 ,进行大坝整体的三维有限元反馈分析 .分析结果与实测结果基本相符 .反馈分析结果给出了坝料实际的力学性质 (模型参数 ) ,揭示了分区分期填筑的高面板堆石坝的复杂变形性状 ;文中提出对高坝下游填筑料 (即IIIC区料 )的坚实性应有较高的要求 .特别要注意对坝体的施工临时剖面进行优化设计 ,以控制堆石体的差异变形、防止面板下垫层料出现裂缝及脱空等问题 .

复杂地基对西龙池面板堆石坝三维应力及变形的影响研究

西龙池抽水蓄能电站的下水库大坝为沥青混凝土面板堆石坝 ,坝址碎石料覆盖层较深 ,且河床基岩面向下游倾斜 ,大坝设计中如何合理利用坝基覆盖层碎石料并减少坝基开挖量是十分重要的问题。本文采用清华非线性解耦K G模型 ,进行大坝三维非线性有限元分析 ,研究了蓄水期坝体变形特点及下游边坡及坝趾区坝基的稳定问题 。

基于扰动状态理论的生物酶改良膨胀土K-G模型

以生物酶改良膨胀土的非线性弹性本构关系为研究对象,提出基于扰动状态理论的修正KG模型。首先开展不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的等向固结排水试验和等p三轴固结排水剪切试验,研究生物酶改良膨胀土的应力-应变关系特征,基于非线性弹性K-G模型,分析生物酶掺量对膨胀土的切线体积模量Kt和切线剪切模量Gt中相关参数的影响规律。采用生物酶掺量作为扰动掺量,以试验和扰动状态概念为基础建立扰动函数,基于扰动状态理论对K-G模型进行修正,以反映生物酶掺量对改良膨胀土应力-应变扰动关系,使本构关系符合土体的实际变形过程,更合理地描述生物酶改良膨胀土的非线性弹性应力-应变关系。结果表明:通过对比εv-p及εs-q的试验曲线、K-G模型曲线与修正K-G模型理论计算曲线,体应变εv的K-G模型预测值小于试验值,而剪应变εs的K-G模型预测值大于试验值,修正K-G模型的体应变εv和剪应变εs的预测值都与试验值较为接近。修正K-G本构模型中各参数物理意义明确,与K-G模型中的参数确定方法一致,可以较合理地描述不同生物酶掺量扰动条件下改良膨胀土的变形特性。