粗粒土的顆粒破碎特性與本構關系研究.pdf

1、粗粒土通常是指塊石、碎石(或礫卵石)、石屑、石粉等粗顆粒組成的無粘性混合土，或者是粘性土中含有大量粗顆粒的混合土。它具有壓縮性小、強度高、填筑密度大、透水性強、固結快等工程特點。由于以上工程特性及優(yōu)點，粗粒土作為一種填料被廣泛地應用于各類工程中，尤其是大壩工程和地基基礎工程。在大壩工程中，堆石壩具有良好的適應性和經(jīng)濟性，是我國目前水電建設中優(yōu)選的壩型之一，隨著碾壓堆石技術的發(fā)展以及調節(jié)性大庫建設的需要，近年來堆石壩的壩高已經(jīng)有了較大的發(fā)

2、展。例如，水布埡而板堆石壩壩高233m，在建的糯扎渡心墻堆石壩壩高262m，擬建的西藏瀾滄江如美心墻堆石壩壩高315m。高壩與低壩相比，壩體應力水平有較大的提高，如300m級高土石壩壩料承受的圍壓可達到3MPa以上。而前人的試驗表明，在圍壓為800KPa的剪切試驗后，筑壩堆石料的顆粒破碎率能夠達到15％。因此，顆粒破碎已經(jīng)成為高土石壩建設中一個非常重要的現(xiàn)象。 論文首先總結了前人對土體本構模型的研究現(xiàn)狀，分析了各模型的優(yōu)缺點。根

3、據(jù)常規(guī)三軸試驗，分析了試驗結果，研究了粗粒土三軸剪切過程中的顆粒破碎以及顆粒破碎對粗粒土力學特性的影響。 目前所建立的粗粒土本構模型中，考慮顆粒破碎對其影響的還比較少。本文結合三軸試驗，根據(jù)剪切過程中的能量平衡關系，將顆粒破碎耗能引入土體受力變形過程中的能量平衡方程，推導得到土體流動法則，并采用直線型屈服軌跡和非相關聯(lián)流動法則，利用不排水應力路徑計算得到硬化函數(shù)，建立了一個考慮顆粒破碎的粗粒土本構模型。然后，再采用改進的微粒群算