先期振动对筑坝材料变形特性的影响

通过大型振动三轴试验研究了先期振动荷载对高土石坝筑坝材料抵抗地震变形能力的影响,研究结果表明:经受过先期动应力作用的土石料,再次经受动应力作用时,其抵抗变形的能力明显提高,这是由于在初始动应力作用下,土石料颗粒破碎及试样内部重定向排列大部分已经完成,再次经受动应力作用时,土石料颗粒破碎的程度将降低,试样内部重定向排列的难度将加大,从而使得其变形量减小,抵抗变形的能力提高。抵抗变形的能力提高的幅值与土石料本身的性质、再次经受的动应力与先期动应力的比值,即先期动应力和再次经受的动应力大小有关。根据试验结果建立了先期振动对粗粒料变形能力影响的一般表达式,该表达式表明:先期振动对粗粒料抵抗变形能力的影响仅与k值有关,k反映了粗粒料对先期振动作用的敏感度,表示粗粒料经先期动应力作用后,在再次经受动应力作用时,粗粒料内部重定向排列和颗粒破碎的难易度,k值越小,粗粒料对先期振动的敏感性越大,反之则越小,k值大小与粗粒料本身的矿物组成有关,而与其自身的岩性、颗粒形状、级配、密度等没有关系。

先期振动影响下堆石料静力特性试验研究

基于静力和动力三轴试验,研究不同的先期振动荷载影响下堆石料静力强度和变形特性的变化.结果表明:先期振动对加载初期的恢复应力呈正相关,振动次数越多,回弹模量越大;当回弹状态恢复后,先期振动基本对堆石料的偏应力-轴向应变曲线及偏应力峰值影响很小.此外,先期振动会使堆石料的体变更加偏向于剪胀,且先期振动作用越大,剪胀性就越强,但是超出一定范围后,影响就会越来越小.

先期振动对高聚物胶凝堆石料动变形特性的影响

先期振动对土石坝地震变形影响显著。通过开展不同先期动应力作用下的动三轴试验,研究了先期振动对未加固堆石料和高聚物胶凝堆石料动变形特性的影响。结果表明:先期振动对未加固堆石料和高聚物胶凝堆石料的弹性轴应变无明显影响,但显著降低了其塑性轴应变;未加固堆石料和高聚物胶凝堆石料的残余变形在先期振动影响下显著减小,与未经受先期振动的试样相比,先期动应力为40%围压的试样,最大残余剪应变降低幅度和最大残余体应变降低幅度的平均值分别为48.1%和42.0%;先期动应力为80%围压的试样,最大残余剪应变降低幅度和最大残余体应变降低幅度的平均值分别为80.9%和71.6%。先期动应力幅值越大,再次经历动应力时未加固堆石料和高聚物胶凝堆石料产生的残余变形越小,抵抗变形能力提高越明显。最大残余变形的降低幅度与固结比、围压及高聚物含量无关。随后修正了沈珠江动残余变形模型,修正后的残余变形模型可以反映高聚物对堆石料残余剪应变和残余体应变的影响。与未经受先期振动的试样相比,先期动应力为40%围压的高聚物胶凝堆石料(高聚物质量比R=2%)的改进残余变形模型参数c和c分别降低了27.7%和61.2%;先期动应力为80%围压的高聚物胶凝堆石料(R=2%)的改进残余变形模型参数c和c分别降低了68.8%和79.3%。