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1、河海大學博士學位論文高面板堆石壩流變特性研究姓名：梁軍申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：劉漢龍20031110摘璺本文根據(jù)混凝土面板堆石壩的發(fā)展歷程與研究狀況，指出堆石流變無論是實際應用還憝理論分析都有必要避幸亍深入的研究。壤撰滾交試驗及其資謄尊分輯，建立了與瘦力菝態(tài)畜關豹翟參數(shù)滾交模型。逶過分析單囪孀變試驗和三軸流變試驗成果，得出堆石的體積流交和剪切流變規(guī)律是一致的結論，因而可以采用同樣的關系式進行描述。從理論上深入論證分析了堆石流變的機理，對于堆石這種非自然存在的散粒材料，其流變與土體的次固紿相燕似，產(chǎn)生堆石流
2、變的主要原因是顆粒破諍fl細化、滑移充填孔隙所致。通過試驗研究，將堆石顆粒的酸露努為主蓮縮交形破驊鞠浚交破碎22季孛，分剃對應予堆石在強力俸矮下匏攝凌密實和伴隨流交的頹粒細化。流變破碎與應力環(huán)境和時問都有直接關系，根據(jù)外力塑性功與塑性變形能等量的原則，建立了流變破碎率與漫性功的定量關系，有助于進一步了解堆石彈耀性本構模型與顆粒破碎之間的關系。堆石作為面板壩的主體，影響其流變的因綮頗多且十分復雜，既有內困也有外因，欞爨試驗、器型蕊溺資糕對態(tài)努因素瘊數(shù)戇分凝，率文提出了渡變與潺谷形獲等羚霾、流交與王煲體常規(guī)物理力學攢標等內困豹
3、定量關系和影響堆石流變iI尊多因素綜合表達式，由此建立了堆石流變與堆石常規(guī)物理力學指標(如干密度、壓縮模量、軟化系數(shù)、孔隙比籜等)之削的聯(lián)系。內因是指堆石料的巖質巖性、密實程度、施工參數(shù)等組成壩體的各種力學性質：外因懸壩址所處的基礎條件和兩岸的地形地腰等條件、河谷形狀、東簿零位豹變訖、隆瑟浸瀾等因素。對予懣囂藪準聶凌，敲變澎懿長麓毪柬看，應敬滔翻臻辯區(qū)，改交強意摹毒都可礁上頊的陳瀚觀念：在壩體分囂設計與慈工填筑上，不應降低次堆石區(qū)的填筑標準?；蛘咧鞫咽t(yī)與次堆石區(qū)的填筑標準不能相差太大，以免后期產(chǎn)生過大的流變變形或變形差。
4、堆石流變將引起抗剪強度的變化，本文分析了堆石長期強度隨時間發(fā)生變化鮑聯(lián)象。在最初馳漉交加逮耀，較囂顆粒逐步破薅綴{芑，強度是衰減弱；送入流交穩(wěn)定交形潮惹，細純鞭粒淘輟溜孔豫濤移充填，攮程的密實度有掰箍麓，強度又呈緩漤增長趨勢。依據(jù)雙曲線應力廒變關系，假設堆耩結構強度c與內摩擦角≯的變化規(guī)律相同，翦應力與法向應力的變化規(guī)律相同．得出堆石長期強度的求解方法與過程。從而分析評價堆石體的長期穩(wěn)定性。本文毖較了一些描述畿主髂應力應交本槐芙系縋彈性模型、彈塑瞧模型和蘸彈鱉徑模登。認為難石受努力{鼙瘸褥不可避免遺產(chǎn)黛麓強窩鬏筏酸露，壤石
5、靛應力與變髟及其特性就是在剪脹和顆粒秘芷碎的雙重作用下發(fā)繳的。因而，堆石流變計算模型應以彈塑性模型為基礎，并考慮翦切流變與體積流嶷與時間適當?shù)淖兓较?。本文采用殷宗澤雙屈服面模型與堆石流變的負指數(shù)變化關系式，研究堆石的應力與流變關系，并推導了相應公式。在流變參數(shù)確定方面，由于室內試驗的試樣尺寸、時間比尺和顆粒破碎很難模擬現(xiàn)場條件，根據(jù)室內試驗直接確定堆石的流變參數(shù)是困難的。通過比較經(jīng)驗類比法、直接試驗方法、元件組合(現(xiàn)象學)方法、原型觀測方法、直接反分析等幾種參數(shù)選擇方法的適用性和特點．認為這些方法均有一定的局限性。因此．
6、本文提出了全面考慮堆石流變影響的“參數(shù)綜合辯識法”，該法的特點是理性與感性、定性與定量的互相交叉、互相結合甚至多次重復判別，符合工程界目前參數(shù)選擇的一般做法?！皡?shù)綜合辯識法”是通過感性認識(如試驗、反演)取得基本結果：再按照經(jīng)驗判斷、類比(結合面板壩的內外影響因素)得到初步結果：最后綜合分析、評判與調整選定流變參數(shù)．得出最終的計算采用值。作為應用實例，本文首先對澳大利亞Cethana壩和天生橋一級壩流變參數(shù)進行有限元反饋分析。以變形控制優(yōu)良的Cethana壩為上限，天生橋壩為控制下限，并采用“參數(shù)綜合辯識法”對Cetha
7、na壩、天生橋壩與新壩(紫坪鈉壩)的各種因素進行綜合辯識，最后得出可用于紫坪鋪面板堆石壩的有限元流變分析參數(shù)值。然后劉’紫坪鍘水庫面板堆石壩進行了模擬實際施工填筑和水庫蓄水的“仿真”式流變分析與計算，表明大壩結構設計與分級施工填筑方案是可行的，指出了壩工建設過程中應當重視的一些問題和采取的一些措施，對設計、施工具有一定的指導意義。壤后，作者對今后需進一步研究的問題提出了建議。關鍵詞：面板堆石壩、流變機理、長期強度、彈塑性模型、三維有限元分析ABSTRACTRespecttothedevelopmentandstateofa
8、rtofconcreteslab—facedrockfilldam，thisthesispointoutthattherheologyofrock—-蠡llshouldbestudiednotonlyintheapplicationaspect，butalsointhetheoryitselgAfour
