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堆石坝堆石料抗剪强度参数及变形参数确定方法研究 　　摘要： 基于Duncan-Chang E-B模型理论及平面应变状态堆石料的内摩擦角经验表达式，通过大量试验数据分析研究提出通过堆石料岩块的抗剪断内摩擦角估算堆石料的内摩擦角、切线模量的关系式，进而通过相关公式进一步求解剪切模量、体积变形模量，通过工程实践检验是可行的。 　　Abstract： Based on Duncan-Chang E-B model theory and the internal friction angle experience expression of plane strain state of rockfill and through analysis of a large number of test data， this paper proposes the relational expression of using the shear angle of internal friction of the pile of stone block to estimate the internal friction angle and the tangent modulus of the rockfill material， and then solves the shear modulus and bulk deformation modulus with relevant formula. Engineering experiments shows that it is feasible. 　　关键词： 堆石料；内摩擦角；凝聚力；切线模量；剪切模量；泊松比；折减系数 　　Key words： rockfill material；internal friction angle；cohesion；tangent modulus；shear modulus；Poissons ratio；reduction factor 　　中图分类号：TV41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）09-0123-02 　　1 概述 　　堆石坝堆石料的物理力学参数包括内摩擦角、切线模量、剪切模量、体积变形模量、干密度、空隙比、压缩系数等，这些参数一般根据室内或现场大三轴压缩试验、碾压试验获得。本文基于Duncan-Chang E-B模型理论及平面应变状态堆石料的内摩擦角经验表达式，通过大量试验数据分析研究提出通过堆石料岩块的抗剪断内摩擦角估算堆石料的内摩擦角、切线模量的关系式，进而通过相关公式进一步求解堆石料的剪切模量、体积变形模量，尤其在没有试验资料的情况下，根据堆石料岩块的抗剪断内摩擦角估算堆石料的抗剪强度参数是一种可行的方法。 　　2 理论依据 　　堆石料的抗剪强度参数一般采用Duncan-Chang E-B模型通过试验确定，强度包罗线呈弯曲状，其非线性莫尔库伦强度公式为[1]：？渍=？渍0-？驻？渍log■（1） 　　式中？渍0，？驻？渍为试验常数，？渍0为σ3/Pa=1时的？渍值，？驻？渍为σ3增加10倍时的？渍值减小量，反映？渍随σ3增加而降低的一个常数；σ3为围压，Pa为一个标准大气压，Pa=1.01325×105Pa=0.101325MPa。 　　3 堆石坝堆石料的工程特性 　　堆石坝堆石料抗剪强度参数是指经碾压密实后的堆石体的抗剪强度参数，一般干密度ρd≥2.0g/cm3，压实系数λ≥0.96，受碾压机械、施工工艺的影响控制。堆石料抗剪强度参数受母岩岩性、堆石颗粒级配、饱水状态、空隙比、含泥量、风化程度、围压等因素的影响，研究表明[1]：①堆石料的母岩岩性不同，内摩擦角有一定的差异，但差别不大，非常接近，根据大量三轴压缩试验数据统计结果，φ0=54°，Δφ=11.2°；②空隙比越小，颗粒间相互充填越密实，接触面面积越大，咬合摩阻力越大，内摩擦角越大，φ0、Δφ增大；③含有一定的泥岩含量，有利于坝料的压缩性，提高坝料的压实度，堆石体积变形较小，当泥岩含量在15%左右时，对φ0、Δφ影响很小；④随着平均粒径的增加，内摩擦角增加，但并不是粗颗粒含量越高，内摩擦角越大，颗粒本身强度高，受压时强度也高，压缩性也小，圆头颗粒的强度及压缩性都比棱角状的颗粒好，研究表明[2]，最佳比例为粗粒（粒径5mm）含量在70%左右，粗粒形成完整骨架，细粒又能填满其孔隙，此时小于5mm的颗粒含量对堆石料内摩擦角有影响，悬殊1.2°左右，影响不大，但应保证颗粒级配的连续性；⑤新鲜～弱风化堆石料，浸水饱和对堆石料内摩擦角虽有影响，但影响不大，同一种岩性，饱和状态内摩擦角一般为干燥状态内摩擦角的95%～98%；同一种岩性，新鲜～弱风化堆