高堆石坝粗粒料的流变特性的研究.pdfVIP

中国水利水电工程未来与发展 中国·大连2002年9月 高堆石坝粗粒料的流变特性研究 汪明元，丁红顺，饶锡保，程展林 (长江科学院土工研究所湖北武飒430010) 摘要：结合湖北清江上高达233米的水布垭面板堆石坝的实际情况。首次采用最大圈压为3．0MPa x 的应力式高压三轴仪和≯300600ram的试样．在不同围压，不同偏应力水平、不同的试样级配方式 和试样干密度的条件下．对拟作为大坝填料曲茅l=l组灰岩进行了流变试验，系统地研究了高堆石坝 粗粒料的流变特性和规律．采用Kelvin模型的蠕变模式，对蠕变曲线进行拟合，得到试验的流变参 数．在此基础上，拟对高堆石坝进行考虑粗粒料流变特性的应力变形数值分析，研究粗粒料流变对 高堆石坝的影响． 关键词：高堆石坝；粗粒料；流交特性；偏应力水平 0引言 模型的指数衰减蠕变模式对蠕变曲线进行拟合， 得到试验的流变参数。在此基础上，将进一步研 在自重应力与库水位水荷载长期和反复作 究粗粒料流变对高堆石坝应力、变形的影响，其 用下，堆石坝的变形会随时间而发展，呈现出明 加载后的瞬间变形分别采用邓肯一张E．B模型 显的蠕变现象。目前国内外对堆石坝粗粒料的流 和沈珠江双屈服面弹塑性模型模拟；并将根据原 变特性以及反映流变特性的本构模型的研究开 型观测资料对流变参数进行反分析，与试验参数 展得都较少。有文献曾尝试采用应力式三轴仪对 进行对比研究。 西北口面板坝垫层料的流变特性进行研究，但试 验围压与试样尺寸太小，试验规模与数据不足， 1试验实施方案 难以准确反映粗粒料的流变特性。 随着高堆石坝的修建，租粒料的流变特性及 (1)试验研究采用的设备：采用作者研制的 其对高堆石坝应力、变形的影响更引起了工程师 三台应力控制式高压三轴试验机，其主要技术指 和坝工专家的高度关注。正在设计中的水布垭面 标：试样尺寸：≯300／600mm：最大轴向荷载： 1500kN；最大周围压力：3．0 板堆石坝属世界第一高面板坝，粗粒料流变对于 MPa；最大轴向行 面板应力、变形的影响是设计面临的主要问题之 程：250mm。设备主要组成：1500kN反力架： 一。在蠕变、应力松弛、弹性后效、粘性滞后、 ≯180mm液压油缸轴向加压系统，轴向稳压系 长期强度降低等流变的表现特性中，对高堆石坝 统；3．0MPa周围压力室(采用空压机和高压气)。 而言，粗粒料蠕变的影响是主要的问题。作者采 周围压力稳定控制系统。 用大型应力式高压三轴仪(最大周围压力为3．0 (2)试验温度控制：试验机室内采用空调控 制试验温度，避免室温过高或过低对试验结果造 MPa：试样尺寸：≯300X600mm)，通过不同围 压、不同偏应力水平、不同加载方式、不同试样 成影响，气温按水布垭的平均气温控制。 级配和干密度的流变试验，系统地研究了拟作为 (3)加载方式与变形稳定标准：采用分级加 大坝填料的茅口组灰岩的流变特性与规律。 载方式，并与一次加载方式