基于最大熵原理的土工膜与垫层颗粒间接触力随机状态分析

土石坝坝面防渗土工膜与其下的垫层颗粒间接触状态存在较大的随机性和无序性,一直是定量分析土石坝面膜防渗结构可靠性的一个难点。基于最大熵原理对土工膜与垫层颗粒之间接触力随机状态进行了分析演绎,提出了一种研究不同垫层颗粒状态(粒径级配、尖锐程度等)、不同压力条件下土工膜与垫层颗粒间接触力大小分布的数学方法,利用该方法分别从理论上推导出了土工膜与均一圆球颗粒垫层之间接触力大小概率密度分布函数以及土工膜与级配圆球颗粒垫层之间的接触力大小概率密度分布函数,理论推导表明在垫层颗粒随机排布的条件下,土工膜与垫层颗粒间接触力大小分布满足以压力和单位面积接触点数为参数的指数分布规律,最后通过室内试验,利用压敏纸测量了上述两种垫层颗粒与土工膜之间的接触力大小,统计每个接触点上接触力后发现与理论推导的结果基本一致。

土工膜颗粒垫层表面粗糙程度的量化指标研究

在使用坝面土工膜防渗的土石坝工程中,常用颗粒材料(碎石或砾卵石)做为土工膜的垫层.在水压力作用下垫层表面凸出的尖锐部位有可能发生土工膜的顶破,而在凹陷的空隙部位则可能发生土工膜的胀破,垫层表面越粗糙,在相同条件下,土工膜发生顶破胀破的可能性就越大,但目前尚未有一个合适的量化指标用于描述颗粒垫层表面的粗糙程度.为解决这一问题,从土工膜顶破胀破的力学行为出发,通过对颗粒垫层表面轮廓曲线的凹凸形态进行逐层递进分析,提出了一个量化指标Ip用于表征颗粒垫层表面的粗糙程度,并利用该指标对不同粗糙程度的表面轮廓线进行分析研究,研究结果表明:本文提出的垫层表面粗糙程度指标Ip代表的物理意义为土工膜在颗粒垫层表面可发生的累计应变,其与土工膜顶破胀破可能性之间存在较为直接的关系,而应用广泛的岩石节理粗糙度指标JRC,在研究颗粒垫层上土工膜的顶破胀破时,并不适合用于评价垫层表面粗糙度.

高面膜堆石坝面膜局部顶破、刺破概率分析方法——高面膜堆石坝关键技术(六)

针对堆石坝面膜与垫层颗粒间接触状态存在较大的随机性和无序性的问题,结合土工膜材料力学强度与抗顶破、刺破能力之间的关系,建立了一种简化条件下计算土工膜发生局部顶破、刺破概率的方法,并分析了垫层颗粒不同粒径、不同压力与土工膜局部顶破、刺破概率之间的关系,同时以某面膜防渗堆石坝为例,给出了在土工膜整体受力变形条件下堆石坝面膜防渗结构安全概率的分布情况。分析结果表明:压力越大、颗粒粒径越大,土工膜发生顶破、刺破的可能性越高,并且由于局部土工膜所受到的不平衡力的方向的不确定性,所以土工膜发生顶破、刺破的概率与颗粒粒径和压力具有明显的两段函数关系。

基于ABAQUS软件的矩形渠道冻胀数值模拟

新疆阜康地区在冬季土体冻融环境影响下,渠道衬砌易开裂、坍塌,研究冬季渠道衬砌的冻胀破坏机理十分必要。采用高分子合成材料EPS(发泡聚苯乙烯)颗粒轻质土垫层作为渠道的保温措施,分析不同掺量EPS颗粒轻质土垫层情况下土体的温度场及位移场。