淺論粗粒料浸水濕化變形特性試驗(yàn)及其數(shù)值模型研究

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1、釅912132分類號(中圖法)衛(wèi)絲uDc(DDC)§型密級玉．論文作者姓名堡拴學(xué)號旦2QQ3Q8§單位盈漁態(tài)堂論文中文題名擔(dān)粒料暹盛塑絲鑾型壁：眭這殮叢墓鏨焦搓型嬰宜論文中文副題名玉論文英文題名墨坐啦Qn盥煎i旦g旦g魚望衛(wèi)世iQ旦旦§h型iQ坐!迎壘{叢望!晝煎堡壘!△4Q魚星!Q￡￡Q壘!s曼：g!壘i墮璺魚壘生叢星!i壘!!論文英文副題名論文語種逯蚤論文摘要語種迅!墓論文頁數(shù)155論文字?jǐn)?shù)l羔(萬)論文主題詞擔(dān)置童整、望絲變形、僵扭變理、量盔星絲廛左坐王、題擅煎監(jiān)、顯絲塑性槿型、±互塑、互阻丞迭申請學(xué)位級別擅±專業(yè)名稱——蚩±王猩研究方向——

2、埕塑墨道路王猩指導(dǎo)教師姓名基傻壺熬援導(dǎo)師單位迥漁左堂鱟±工摧嬰囂壓論文答辯日期2QQ§璽§且12旦．河海大學(xué)博士學(xué)位論文摘要土石壩粗粒料浸水濕化變形；是目前高土石壩設(shè)計理論中的關(guān)鍵問題之一，但沒有很好解決。本文采用改進(jìn)的儀器、通過試驗(yàn)和理論分析及數(shù)值模擬，對該問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究?；谀壳叭S濕化變形試驗(yàn)儀器存在的問題，本文改進(jìn)了一套可以進(jìn)行保持應(yīng)力不變的三軸剪切試驗(yàn)設(shè)備。該套設(shè)備結(jié)合了電子萬能試驗(yàn)機(jī)和GDS液體壓力控制器，同時采用計算機(jī)軟件進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了三軸剪切試驗(yàn)的應(yīng)力控制、數(shù)據(jù)自動采集和不同應(yīng)力路徑試驗(yàn)的目的。利用該儀器對粗粒料濕化變形特

3、性進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)，揭示了濕化變形的基本規(guī)律；發(fā)現(xiàn)了濕化軸變和濕化體變之間的關(guān)系：對濕化后再加載表現(xiàn)出先線性后非線性變形性狀從彈塑性理論的角度進(jìn)行了解釋；分析了濕化對抗剪強(qiáng)度的影響，認(rèn)匆濕化后土體峰值抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不隨濕化應(yīng)力水平而變且與飽和態(tài)值相等；論述了單雙線法的優(yōu)缺點(diǎn)，建議了“改進(jìn)的雙線法”：提出了“最大濕化應(yīng)力水平”的概念，利用該概念合理解釋了“在較高濕化應(yīng)力水平下低圍壓的濕化軸變大于高圍壓的”的特殊現(xiàn)象：建議了密實(shí)粗粒料的“單線法”濕化變形經(jīng)驗(yàn)公式，并討論了該公式的適用性。對濕化變形試驗(yàn)中影響試驗(yàn)結(jié)果的時間、停機(jī)變形及變形穩(wěn)定

4、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入研究。得到了停機(jī)變形、濕化變形隨歷時變化的基本規(guī)律，表明：當(dāng)達(dá)到一定歷時后，上述兩種變形與歷時對數(shù)間呈線性關(guān)系。同時，停機(jī)變形不可忽略，否則，測得的濕化變形可能偏大。結(jié)合以上規(guī)律提出了達(dá)到“穩(wěn)定變形階段”時刻作為變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，討論了其合理性，同時建議了三軸濕化試驗(yàn)中停機(jī)變形和濕化變形穩(wěn)定的參照標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合濕化試驗(yàn)進(jìn)行了粗粒料濕化顆粒破碎試驗(yàn)研究。根據(jù)干濕態(tài)顆粒破碎試驗(yàn)，得到了顆粒破碎基本規(guī)律，建議了歸一化的顆粒破碎經(jīng)驗(yàn)公式；基于顆粒破碎的能量分析，發(fā)現(xiàn)了顆粒破碎率與外力塑性功、顆粒破碎能之間近似成冪函數(shù)關(guān)系，特別是顆粒破碎能占外力塑性功

5、的比例幾乎不隨應(yīng)力狀態(tài)而變；通過濕化顆粒破碎試驗(yàn)，揭示了濕化顆粒破碎基本規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了其與濕化變形間有較好的相關(guān)性，從能量的角度指出了外力塑性功為濕化顆粒破碎提供了能量，特別地從顆粒破碎角度剖析了濕化變形基本規(guī)律?；谠囼?yàn)和橢圓一拋物雙屈服面彈塑性模型，提出了濕化變形塑性模型。該模型依據(jù)經(jīng)典塑性理論，能夠明確指定復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下濕化變形的各分量。進(jìn)一步驗(yàn)證表明，其能夠很好的反映密實(shí)粗粒料濕化變形特性。通過對土石壩濕化變形有限元方法的分析，指出了該方法中存在的問題并進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)合糯扎渡土石壩工程實(shí)例，設(shè)計了考慮不同因素的計算方案，結(jié)果表明：文中指出存在

6、的問題和所做改進(jìn)是正確的；本文提出的濕化變形塑性模型能夠很好的模擬土石壩蓄水濕化變形，符合工程實(shí)際情況，這進(jìn)一步驗(yàn)證了本文濕化塑性模型的合理性。最I(lǐng)II摘要后，文中就濕化變形對土石壩變形和心墻拱效應(yīng)的影響進(jìn)行了評價。關(guān)鍵詞：粗粒料；濕化變形；停機(jī)變形：最大濕化應(yīng)力水平：顆粒破碎；濕化塑性模型；土石壩；有限元法IV河海大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTThewettingdeformationofcoarse—grainedmaterialisakeyproblemindesignofhighearthrockfilldam，butitisnotsol

7、vedwellSOfar．Inthisthesisthewettingdeformationisstudiedsystematicallyandintensivelybywettingdeformationtest，analysisoftestresultsandnumericalsimulation．Anewapparatusforholdingconstantstressstateisimprovedfortriaxialwettingtest．ItincludeselectronicuniversaltestingmachineandGDSw

8、aterpressurecontroller．Itiscontrolledbyacomputer,andautomatic