不同级配粗颗粒材料动力特性试验研究

级配是粗颗粒材料最基本特征,根据大量试验结果和长期积累的试验经验,总结出了试验级配缩制的具体原则,并基于粗颗粒材料中小于等于5 mm粒径含量变化,分析了级配优劣对其充填关系的影响,级配越优,粗颗粒材料的充填关系越好,粗颗粒材料能达到较大的干密度,反之则越差,粗颗粒材料也难以获得较大的干密度。级配的优劣对堆石料动力特性的影响在低围压状态下并不明显,随着围压的升高,级配优的堆石料动力特性指标明显变优;砂砾料由于颗粒浑圆度较好,级配的优劣对其动力特性的影响逐渐减弱。针对上述级配对粗颗粒材料动力特性的影响规律,对于高土石坝来说有必要采用级配优的粗颗粒材料作为坝体的填筑料,通过其在高应力条件下力学性能的优势来控制坝体整体变形和提高其抗震性能。

母岩性质对粗颗粒材料动力特性影响试验研究

母岩的性质是影响粗颗粒材料动力特性的重要因素.母岩强度越高,对应的动弹性模量值越大,动永久变形量越小;棱角明显的堆石料在动荷载的作用下较浑圆度较好砂砾石料易产生颗粒破碎,使得其动弹性模量值产生一定的降低,而动永久变形量则产生相应的增加;母岩强度和形状的变化对其动力特性的影响随着围压的提高会变得越来越明显,因此对于高土石坝选用母岩强度高、颗粒浑圆度较好的粗颗粒料作为坝体填筑材料是控制坝体在地震荷载作用下变形、提高坝体整体抗震能力的一种简便易行的方法.

应力状态对粗颗粒材料动力特性影响试验研究

土石坝在运营过程中,不同部位往往处于不同的应力水平。坝体在遭遇地震工况下,导致坝体内部不同部位会产生不同的地震附加应力,应力状态是影响粗颗粒材料动力特性的重要因素。为研究地震过程中应力状态的变化对坝体抗震性能的影响,本文开展不同围压、不同固结应力比及不同动应力条件下粗颗粒材料动力特性试验研究工作。研究表明:不同围压下最大动弹性模量值随着围压和固结应力比的提高逐渐增大,随着动应变的增大呈逐渐衰减趋势,衰减率随着围压和固结应力比的增加逐渐减慢;不同围压下阻尼比随着动应变的增大呈逐渐增大趋势;随着围压增加,阻尼比λ呈逐渐减小趋势;各级围压下最大动弹性模量值及阻尼比值均比较分散,不能依靠动应变对其进行归一化描述。在相同围压和固结应力比作用下,随着动应力的提高,动永久轴向变形和动永久体积均产生一定的增加;在相同围压和动应力作用下,动永久轴向变形随着固结应力比的提高而增加,动永久体积变形随着固结应力比的提高而略有降低;在相同的固结应力比和动应力作用下,随着围压的提高,动永久轴向变形和动永久体积均产生一定的增加;轴向动应变幅值是不均匀的,一般开始几周较大,后期会逐渐变小,在第10次循环左右,轴向动应变幅值逐渐趋向于定值。

密度对粗颗粒材料动力特性影响试验研究

密度是影响粗颗粒材料动力特性的重要因素。随着密度值的提高,粗颗粒材料的最大动弹性模量产生一定的增加,但增加率随着围压的提高呈逐渐减弱的趋势;随着密度值的提高,粗颗粒材料在动荷载作用下的初次动轴向永久变形降低的较明显,后期随着振次的增加,动永久轴向变形呈逐渐收敛趋势,密度值的提高对动轴向永久变形的影响要明显大于对体积变形的影响。因此,对于高土石坝工程来说,提高压实标准有利于改善粗颗粒材料的力学特性,控制坝体的整体变形即提高其抗震性能。