淮河入海水道堤防堆筑料在不同因素下力学特性影响试验研究

针对土体环境温度、应变速率以及含砾量因素对堤防堆筑料土体力学特征的影响,设计开展了室内力学试验对比。试验研究表明,堆筑料试样在愈低的冻结温度下强度愈高,且弹性模量愈大,围压效应可提升堆筑料承载强度,但不改变冻结温度对试样应力应变特征的影响;应变速率愈大,堆筑料强度愈高,速率每增大1个量级,试程在围压100 kPa、300 kPa下的强度可提升24.4%、23.8%,应变速率会改变试样应变变化,低速率下残余应力段应力下降较缓;含砾量愈多,试样强度愈低,此与冻结作用下固态冰的存在有关,虽然含砾量对粗粒土应力应变有明显影响,但在加载应力140.4 kPa前差异性较小,在峰值应力及残余应力段差异性较大,含砾量差异对堆筑料的屈服塑性影响更大。

土石坝堆筑料离散元仿真力学特征及渗透特性研究

为研究南渡河塘口水库土石坝堆筑料渗透力学特性,采用PFC开展堆筑料颗粒流仿真模拟,分析尺寸效应、干湿物理作用影响下的渗透力学行为变化。仿真计算表明,尺寸效应不仅会改变堆筑料模型试样承载应力水平,也会改变试样应力应变发展特征,径高比愈大,承载应力愈高,而在径高比低于1/2时,试样具有应变塑性段;围压效应不仅可促进堆筑料承载应力水平,也会增强尺寸效应作用。干湿交替与堆筑料模型承载应力为负相关,交替3次递增,可引起围压100kPa下峰值应力降低19.2%,但围压300kPa下峰值应力较之增长80.7%~172.9%。干湿作用不影响模型试样应变特征,仅对其应力水平量值产生影响。利用PFC模拟颗粒流渗透特性结果表明,干湿作用愈强,堆筑料渗透系数愈高,而径高比在低于1/2时,也会具有较高渗透系数。研究成果可为土石坝等工程防渗加固设计提供理论依据。