本文選題：人工礫石土　切入點：拉裂破壞　出處：《北京科技大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著一批超高心墻土石壩的規(guī)劃建造,人工礫石土因其具有較高的變形模量、良好的防滲性能等特點而受到越來越多的重視。在土石壩中,因心墻材料的抗拉能力不足引起防滲心墻失穩(wěn)造成的土石壩事故不在少數(shù),人工礫石土作為心墻材料也不例外,是制約其工程應(yīng)用和亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。因此,開展人工礫石土的拉裂特性研究對于深入了解人工礫石土的拉裂機理、拓展其應(yīng)用具有重要意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)之上,對人工礫石土的基本力學(xué)性質(zhì)、拉裂特性、土石壩水力劈裂等進行了研究,建立了心墻土石壩水力劈裂產(chǎn)生過程的仿真計算方法。本文的主要研究工作和創(chuàng)新成果有： 1.研制了600mm型擊實儀。該超大型擊實儀能夠進行最大粒徑為120mm的土料擊實,用于大粒徑土料的擊實等特性研究。 2.基于糯扎渡水電站料場土料的基本性質(zhì),對土料摻加人工礫石后所得的人工礫石土作為300m級心墻土石壩的防滲體的可行性進行了研究,得出人工礫石土較天然土料易于壓實,相關(guān)力學(xué)指標(biāo)增加,其抗?jié)B透性并未因礫石的加入而降低,抗?jié)B透破壞能力提高,礫石摻量35%的人工礫石土作為糯扎渡水電站心墻土石壩的防滲體是完全可行的。 3.開展人工礫石土的單軸、三軸拉伸試驗,研究人工礫石土單軸、三軸拉伸破壞特征,建立了人工礫石土三軸拉伸-剪切破壞強度準(zhǔn)則、單軸拉伸破壞本構(gòu)模型、三軸拉伸破壞本構(gòu)模型,建立的三軸拉伸破壞本構(gòu)模型能夠描述人工礫石土的壓縮、拉伸全應(yīng)力應(yīng)變過程。 4.研究水力劈裂的誘發(fā)因素,建立基于滲透軟弱帶的水壓楔劈效應(yīng)模型,并經(jīng)過室內(nèi)試驗及數(shù)值分析驗證了模型的正確性。經(jīng)過研究拱效應(yīng)、滲透軟弱帶對于心墻土石壩水力劈裂的影響,得出水力劈裂產(chǎn)生的根本原因是防滲土料的拉裂破壞。 5.基于總應(yīng)力、有效應(yīng)力數(shù)值方法分析,引入彌散裂縫理論,將彌散裂縫理論與比奧固結(jié)理論相結(jié)合,推導(dǎo)和建立了用于描述水力劈裂發(fā)生和擴展過程的有限元數(shù)值仿真模型計算方法。實例驗證了計算方法的正確性,并建立了適用于糯扎渡水電站心墻土石壩抗水力劈裂產(chǎn)生的的具體措施。
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【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV641.1

【參考文獻】

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本文編號：1558312