摘要：粗粒料的级配对其物理力学性质具有重要影响。土体的级配通常用级配曲线来表示,级配方程则是对土体级配曲线的定量描述。利用土的连续级配方程,对各种粗粒料级配的适用性进行了验证,进一步总结了土石坝工程中粗粒料级配参数的常用取值范围;同时,分析了利用该方程进行粗粒料配料计算的实用性。主要结论如下:粗粒料的级配参数常用取值范围集中在-2<b<1以及0<m<2的区域,该区域包括了级配良好和级配不良的两种情况,通过调整参数b和m的组合,可以描述绝大多数粗粒料的级配;利用该方程进行粗粒料的配料计算,与传统方法相比,能够极大地简化计算过程,其中,按照规范推荐的缩尺方法进行配料,根据缩尺后的最大粒径能够直接写出缩尺后的级配方程;当配制特定级配的粗粒料时,比如Cc保持不变而Cu变化的系列级配,通过联立方程组求解参数b和m,能够快速得到设计的级配曲线。

摘要：以剑桥模型的剪胀方程为基础,引入曲线形态调节因式,提出了一个新的剪胀方程,并依此构建了一个适用于粗粒土的广义塑性模型。主要结论如下：（1）所提剪胀方程能够反映粗粒土剪胀比和应力比之间的非线性关系,且参数定义明确、确定方法简单,并通过试验验证了其对粗粒土的剪缩和剪胀特性的描述能力较好;（2）所构建的广义塑性本构模型参数为9个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法;（3）推导了该模型在一般应力状态下的刚度矩阵,并证明了其对粗粒料普通三轴CD试验具有良好的拟合效果,进一步地,利用三轴等p试验和两段等应力比试验验证了模型的适用性。

摘要：在渗流作用下土中细粒随着水流在粗粒骨架间运移的现象被称为内侵蚀。以往对于内侵蚀的研究主要集中在恒定的水力梯度下,缺乏对于波动水力条件下内侵蚀发展特征和细观机制的认识。设计了透明土渗流试验装置,开展了恒定和波动水力条件下不同内部稳定性土体的渗流试验,以探究波动水力条件下内侵蚀的发展特征。宏观试验现象表明,对于内部稳定性较差型土,当水力梯度达到临界水力梯度后,波动水力条件下的渗透系数比恒定水力条件下呈现出更快的增长趋势,说明水力波动会加剧细颗粒的迁移和流失。为了进一步揭示波动水力条件加剧土体内侵蚀发展过程的细观机制,利用一种基于平面激光扫描的二维截面图像开发的土体细观组构三维重建方法,建立了粗粒骨架、内部孔隙通道和细颗粒的三维可视化数字模型。通过观察细粒在孔隙通道中的分布情况,发现恒定水力条件下,细粒在运移至狭窄的孔隙喉道处时会发生堵塞堆积现象;而波动水力条件下的水流扰动会破坏这种暂稳态的堵塞堆积结构,继而重启细颗粒的迁移过程。

摘要：基于极限分析上限定理,考虑堆石料内摩擦角较大以及抗剪强度具有非线性的特性,提出一个用于求解土石坝极限抗震能力的有限元计算方法。该方法通过功能平衡条件、位移协调条件、边界条件、屈服条件以及所求极限荷载,形成标准的二阶锥规划数学模型,并用内点法进行优化迭代求解,得到土石坝坡极限抗震能力的上限值。运用该方法对一个典型面板堆石坝进行抗震极限分析。结果表明:按规范设计的土石坝具有较强的抗震能力,且竖向地震力对大坝的极限抗震能力存在一定影响;此外上限有限元法具有较高的计算精度及工程实用价值。

摘要：对于粗颗粒土三轴固结排水剪试验,橡皮膜嵌入是影响试验体变测量的最重要因素。通过分析橡皮膜嵌入机制,指出影响膜嵌入量的主要因素如下:有效净压力p、平均粒径d_(50)、橡皮膜厚度tm、弹性模量Em、接触面积mA,以及初始孔隙比e。基于Kramer等给出的膜变形模式,根据板壳理论和弹性力学的基本方程,利用能量守恒定律推导出了考虑初始孔隙比的橡皮膜嵌入量解析解。同时,采用在中三轴试样中埋置不同直径铁棒的方法进行等向固结试验,获得各个围压下粗颗粒土试样的橡皮膜嵌入量。最后,将解析解与试验结果以及前人的解析解进行对比。结果表明,解析解计算得到的膜嵌入量和试验值吻合度较高,验证了所推导解析解的正确性与适用性。

摘要：静止侧压力系数是土体重要的力学参数,深入研究粗颗粒土静止侧压力系数有重要的理论意义和应用价值。关于初始相对密实度对粗颗粒土静止侧压力系数影响的研究几乎空白。为研究粗颗粒土在不同初始相对密实度条件下静止侧压力系数的变化规律,针对某堆石料及砂卵砾石料,利用新近研制的大型静止侧压力系数试验仪,对这两种粗颗粒土不同初始相对密实度试样进行大型静止侧压力系数试验。试验结果表明:土体静止侧压力系数随着竖向应力的增加呈减小趋势,而且这种趋势随着竖向应力的增大趋于平缓;粗颗粒土的静止侧压力系数与初始相对密实度存在线性负相关关系;土料类型对土体静止侧压力系数有一定影响,在正常固结状态下,砂卵砾石料静止侧压力系数可比堆石料大4.0%~7.5%。超固结状态下,砂卵砾石料静止侧压力系数可比堆石料大0~12.4%。通过分析堆石料静止侧压力系数试验结果,验证了笔者之前提出的静止侧压力系数与竖向应力关系式也适用于初始相对密实度不为0的粗颗粒土,并在该关系式的基础上,总结出一个能同时反映粗颗粒土静止侧压力系数与初始相对密实度以及竖向应力之间关系的经验公式。最后,利用砂卵砾石料静止侧压力系数试验结果验证了该经验公式的准确性及适用性。

摘要：粗粒料三轴试验中,常使用在试样周围包裹土工布的方法防止橡皮膜被刺破。借助中型三轴仪,分别对粗粒料进行包裹土工布与未包裹土工布的常规三轴固结排水剪切试验,研究了土工布对试样强度和变形特性的影响。试验结果表明:对于相同的围压,包裹土工布试样的峰值强度(σ1-σ3)f都比未包裹土工布的要大;低围压下,包裹土工布使试样强度提高很大,但随围压的增加,强度提高的幅值呈幂函数形式减小。对于线性强度指标,包裹土工布试样的黏聚力c是未包裹土工布试样的1. 8倍,而内摩擦角φ则减小了1. 8°。对于非线性强度指标,包裹土工布试样的φ0是未包裹土工布试样的1. 07倍,Δφ增加了5. 5°。在相同围压下,包裹土工布试样的体积应变和侧向应变都比未包裹土工布试样的大;包裹土工布与未包裹土工布试样的体积应变差和侧向应变差受围压变化的影响较小。

摘要：设计提出了一种结构面控制边坡楔形块体失稳滑动物理模型试验平台,依托该试验平台,开展了岩质边坡楔形块体失稳物理模型试验,对含两个主控结构面的楔形体失稳灾变过程进行了研究。试验结果表明:结构面倾角显著影响楔形体失稳速率,且结构面倾角与失稳位移速率呈正相关,与失稳灾变历时呈负相关,主次结构面对岩质边坡楔形块体稳定性具有显著的控制作用,且随着主次结构面夹角不断增大,楔形块体失稳速率不断增加,灾变历时不断缩短,主次结构面倾向对楔形体失稳位移过程影响规律相同,控制作用更为显著。

摘要：随着沥青混凝土心墙坝的广泛应用和人们对生态环境更高的要求,利用软岩筑沥青混凝土心墙坝的情况将越来越多,该类坝的安全性也越来越受到重视。以西部某工程为例,采用非线性有限元计算方法,开展了软岩筑沥青混凝土心墙坝的应力变形特性研究。分析表明,与硬岩筑坝相比,当采用软岩筑坝时,坝体沉降变形偏大,约占坝高的1.06%,坝体与心墙变形呈明显的不均匀性,但沥青混凝土心墙防渗体发生剪切破坏、挠曲破坏和水力劈裂破坏的可能性不大,因此可认为本工程采用软岩筑沥青混凝土心墙坝是切实可行的。通过计算参数敏感性分析,表明软岩料Duncan E-B模量参数对坝体和心墙变形的影响较为明显,而对其应力影响有限。随着该参数逐渐降低,坝体沉降与不均匀变形进一步增大。据此,建议设计与施工时,应采取严格的变形控制措施,并尽量减少软岩料的变异性。

摘要：为研究地震波斜入射对高面板坝地震反应的影响,根据地震波动入射理论,采用FORTRAN进行波动荷载的编程计算,并与大型通用有限元软件ADINA相结合,实现基于黏弹性人工边界的地震波斜入射,研究P波和SV波分别以不同角度入射对高面板堆石坝地震反应的影响。结果表明,地震波斜入射时大坝地震动反应与垂直入射时明显不同,常规垂直入射的结果偏于不安全,因此在高面板坝地震反应分析和抗震设计中应考虑地震波斜入射的影响。