堆石料的蠕变特性试验研究

发布时间：2017-09-15 23:14

  本文关键词：堆石料的蠕变特性试验研究

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【摘要】：堆石坝凭借着自身的优势得到了广泛的应用,20世纪以来我国在堆石坝建造方面取得了巨大的成绩,已建和在建一批高堆石坝。堆石坝竣工后的沉降将导致坝体内部应力重分布,使大坝防渗体出现裂缝,影响大坝的安全运行,所以在堆石坝设计阶段必须考虑到坝体在竣工后产生的长期变形。堆石料的蠕变特性是引起堆石坝长期变形的主要因素之一,而室内蠕变试验是研究堆石料蠕变特性的重要手段。本文设计三种不同应力加载模式的室内蠕变试验,单级加载蠕变试验、等应力水平逐级加载蠕变试验、等应力比逐级加载蠕变试验,对堆石料的蠕变规律和影响因素进行分析,并通过试验数据进行数值拟合,建立堆石料的幂函数蠕变模型。最后从实际工程角度对三种不同应力加载模式的蠕变试验进行分析比较。采用SR-4大型高压三轴仪对上寨水库和两河口水电站堆石料进行室内蠕变试验。在总结前人的蠕变研究成果的基础上,以试验开始1小时作为堆石料弹塑性变形和蠕变变形的分界点,并确定了以试验历时7天作为蠕变试验结束标准。三种不同加载方式的蠕变试验在总应变和蠕变上既表现出相似的规律也有不同之处。堆石料的总应变和蠕变都表现出随时间的增长呈现出幂函数的变化规律。在双对数坐标中,堆石料的蠕变与时间呈线性关系。分析单级加载、等应力水平逐级加载、等应力比逐级加载,三种不同加载模式的蠕变试验结果,单级加载蠕变试验中,轴向偏应力是影响轴向蠕变的主要因素,围压是影响体积蠕变的主要因素；等应力水平逐级加载试验,轴向偏应力为轴向蠕变的主要影响因素,而应力水平与体积蠕变拟合效果较好,分析原因是堆石料的剪胀性和加载方式造成的；等应力比逐级加载试验,轴向偏应力是影响轴向蠕变的主要因素,围压是影响体积蠕变的主要因素。最后,从工程角度出发,等应力比逐级加载更为贴合堆石坝的填筑过程,轴向偏应力是影响堆石料轴向蠕变的主要因素,围压是引起堆石料体积蠕变的主要因素。三种不同的加载方式也表明了应力路径加载方式也影响堆石料的蠕变特性,需要做进一步的研究。
【关键词】：堆石料 蠕变 应力路径 蠕变模型 影响因素
【学位授予单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV41
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 绪论11-18
• 1.1 堆石料的蠕变研究意义11-12
• 1.2 堆石料的蠕变研究现状12-16
• 1.3 目前研究存在的问题及本文的创新点16-18
• 2. 粗粒料的蠕变试验仪器与方法18-25
• 2.1 蠕变试验仪器18-20
• 2.2 试验方法20-23
• 2.2.1 堆石料级配曲线的确定20-21
• 2.2.2 三轴试样的制备和饱和21-22
• 2.2.3 蠕变试验轴向荷载的确定22-23
• 2.3 试验控制标准23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3. 单级加载堆石料蠕变特性25-32
• 3.1 试验用料25
• 3.2 蠕变试验25
• 3.3 试验荷载25-26
• 3.4 单级加载试验结果分析26-31
• 3.4.1 总应变分析26-28
• 3.4.2 蠕变变形分析28-31
• 3.5 本章小结31-32
• 4. 等应力水平逐级加载堆石料蠕变特性32-42
• 4.1 试验用料32
• 4.2 蠕变试验32-33
• 4.3 试验荷载33
• 4.4 等应力水平试验结果分析33-41
• 4.4.1 总应变分析33-35
• 4.4.2 蠕变变形分析35-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5. 等应力比逐级加载堆石料蠕变特性42-51
• 5.1 试验用料42
• 5.2 蠕变试验42
• 5.3 试验荷载42-43
• 5.4 等应力比加载试验结果分析43-50
• 5.4.1 总应变分析43-45
• 5.4.2 蠕变变形分析45-50
• 5.5 本章小结50-51
• 6. 蠕变模型及参数确定51-76
• 6.1 蠕变模型表达式51
• 6.2 单级加载蠕变表达式51-58
• 6.2.1 蠕变表达式求取51-53
• 6.2.2 轴向蠕变表达式求取53-55
• 6.2.3 体积蠕变表达式求取55-57
• 6.2.4 蠕变表达式小结57-58
• 6.3 等应力水平加载蠕变表达式58-67
• 6.3.1 蠕变表达式求取方法59-60
• 6.3.2 轴向蠕变表达式的确定60-63
• 6.3.3 体积蠕变表达式的确定63-66
• 6.3.4 蠕变表达式小结66-67
• 6.4 等应力比加载蠕变表达式67-76
• 6.4.1 蠕变表达式求取方法67-69
• 6.4.2 轴向蠕变表达式的确定69-72
• 6.4.3 体积蠕变表达式的确定72-75
• 6.4.4 蠕变表达式小结75-76
• 7. 试验结果分析与展望76-82
• 7.1 试验结果分析76-80
• 7.1.1 堆石料蠕变特性机理76
• 7.1.2 蠕变试验结果分析76-80
• 7.1.3 蠕变试验总结80
• 7.2 展望80-82
• 参考文献82-85
• 攻读硕士期间发表的论文85
• 参加的科研项目85-86
• 致谢86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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2 李海芳;徐泽平;温彦锋;陈宁;;九甸峡堆石料蠕变特性试验研究[J];水力发电学报;2010年06期

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张茵琪;堆石料蠕变模型试验研究[D];中国水利水电科学研究院;2013年

2 米占宽;高面板坝坝体流变性状研究[D];南京水利科学研究院;2001年

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本文编号：859473