堆石料残余体应变对计算面板堆石坝永久变形的影响

混凝土面板堆石坝地震永久变形的预测非常重要。根据它可直接判断大坝的安全，并为抗震预留坝高提供依据。一个时期以来，同时计入堆石料残余体应变对面板坝永久变形计算有多大影响存有争议。采用饱和排水动三轴试验方法得到的动应力～残余应变关系计算坝体的永久变形，所得数值一般偏大。而风干堆石料在排气状态下的三轴试验，目前只能考虑残余剪应变。本文利用前人对不同试验方法得到的动应力～残余应变关系进行面板堆石坝地震永久变形计算做了比较，结果表明：由于坝体运用期间有部分堆石浸水，故其永久变形的计算对浸水线以上坝体采用风干料排气试验结果只考虑残余剪应变，浸水线以下坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变，比整个坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变为合适。

堆石料动力残余应变模型研究

采用大型静动三轴压缩试验仪,对某面板堆石坝筑坝材料进行了动残余变形试验,研究了砂砾石料和开挖料在循环荷载作用下的残余变形特性及其影响因素。试验资料表明,动荷载作用下第一次循环振动诱发的残余剪应变最大,随着振次增长,剪应变持续增加,在试验设定的振次内,未出现收敛趋势。与之不同,残余体应变在循环荷载作用下有明显的收敛趋势。基于试验结果建立了残余变形与循环振动周次和动剪应变振幅的关系,提出了计算模型。模型共8个参数,均可通过动三轴试验确定,能较好地反映残余应变发展规律。

砂砾料动残余变形特性的试验研究

采用GDS动三轴试验系统对某水电站堆石坝的砂砾料进行了两种级配的动残余变形试验。试验结果表明,在围压比较小时,大部分试验条件下材料的残余剪应变和残余体变与lg(1+N)较好地符合直线关系;当围压较大时,在低动应力水平下试验结果仍能较好地满足线性关系,但随着动应力水平的增加,试验结果的离散程度变大。另外,在相同初始状态条件下,土料抵抗动力荷载变形的能力随着土料中粗颗粒含量的增多而变大。

砂质混合粘土的孔隙水压力和残余变形特性研究

以砂质混合粘土为例,通过实施不同初始固结比水平的动力循环荷载试验,考察了土的孔隙水压力和残余变形的发生过程。探讨了当将土的不等向固结分为初始剪应力和等向固结两种应力状态时,孔隙水压力和残余变形的预测方法。提出了归一化的孔隙水压力和累积损失能量及残余变形和有效应力比间的关系模型。

磷石膏动残余变形特性试验研究

为分析云南某磷石膏库堆积坝在地震作用下的永久变形,采用英国GDS-DYNTTS型微机控制振动三轴试验系统对堆积坝料进行动力残余变形特性的试验研究。试验结果表明:同一固结比,当围压和动应力水平较低时,残余剪应变γ_(d)和残余体应变ε_(VI)与lg(1+N)在双对数坐标中能较好拟合;当围压和动应力水平较高时,试验开始阶段试验数据与拟合曲线会产生偏差,但是随着振次增加,实验曲线与拟合曲线能较好重合。此外,残余体应变斜率c;与剪应变γ_(d)拟合度较好,而C_(dr)/S_(1)^(2)与剪应变γ_(d)拟合关系较离散,通过改进沈珠江模型,调整应力水平指数,拟合关系离散程度大大减小。

大连临空产业园填海造地工程砂土残余变形试验研究

采用中国地震局工程力学研究所研制的DSZ-Ⅰ型电磁振动三轴仪对大连临空产业园工程场地的土样(浅层砂和深层砂)进行动力特性试验,研究两种砂土在复杂应力状态下的动力残余变形特性。试验结果表明:残余体应变和残余剪应变都随着动应力比和围压的提高而增大,动应力比和围压的影响对残余体应变和残余剪应变的影响规律是一样的;残余体应变随着固结比的提高而减小,而残余剪应变随着固结比的提高而增大,残余体应变的固结比对于试验结果与拟合结果的影响较大,而残余剪应变固结比对于试验结果与拟合结果的影响较小;残余体应变和残余剪应变的Cvr与动应变幅值较好满足线性关系,离散性非常小,而Cdr/S21与动应变幅值关系的离散性则比较大。并给出了地基震陷分析所需的沈珠江模型参数。研究成果可为大连临空产业园填海造地工程抗震设计和地基震陷变形分析提供依据,也可作为其它类似填海造地工程的设计参考。

粗粒料残余变形本构试验研究

土石料的地震永久变形参数是土石坝抗震设计的重要参数。结合某水电站堆石坝工程,应用大型动三轴试验机对筑坝材料进行了动力残余变形特性研究。以沈珠江建议的方法为基础,通过整理不同工况、相同振次的试验数据,得到沈珠江模型参数。在沈珠江模型的基础上提出一种振次改进法,根据地震震级整理不同振次的模型参数,通过对比不同振次下粗粒料残余体应变和残余剪应变的模型计算值与实测值,证实了振次改进法的适应性。