摘要：缩尺效应对堆石料应力变形及剪胀特性有显著的影响,当前对其缩尺规律已有诸多认识,但缩尺机理仍不清晰。为进一步揭示堆石料缩尺效应产生机理,基于可破碎离散元法,通过开展不同尺寸试样的数值三轴剪切试验,探讨堆石料力学变形缩尺规律,并从宏、细观层面深入分析试样剪胀特性的缩尺规律,揭示其产生的细观机理。研究表明:试样尺寸越大,抗剪强度越低,剪缩性越强,且试验围压越高,这一现象越显著;采用相似级配法缩尺得到的不同尺寸试样初始承力结构相似,但尺寸越大的试样其承力结构越稀疏;试样尺寸越大,各粒径组有效配位数分布的降低程度减弱,且围压越大时越明显;各粒径组有效配位数分布的演化与试样颗粒破碎率成正相关,试样颗粒破碎率越大,各粒径组有效配位数分布上抬越多;不同尺寸试样间各粒径组有效配位数分布差演化的差异是试样剪胀特性缩尺规律产生的细观机理之一。

摘要：对西南强震区某拟建覆盖层上高面板堆石坝进行不同超越概率地震波作用下的地震反应计算分析,重点研究大坝在强震作用下动位移、加速度、面板动应力及坝基覆盖层液化等地震反应特性.研究表明:随着输入地震波峰值的增大,大坝动位移和加速度、面板动应力、覆盖层动孔压和液化度等反应均逐渐增大,但加速度放大倍数逐渐减小.在100年超越概率2%的校核地震作用下,大坝的抗震安全性依然在合理范围之内,大坝的抗震设计是合理的.

摘要：目前,边坡稳定性的概率分析多数只考虑了单层土质边坡中的土体参数空间变异性,而忽略了多层土质边坡中土层边界不确定的影响。为此,提出了同时考虑这两类因素的边坡概率分析方法,利用随机有限元法和克里金插值方法同时表征了土体参数空间变异性和土层边界不确定性并考虑了静力触探测试对土层边界不确定性的约束。以某二维边坡为例,对比分析了仅考虑土体参数空间变异性和同时考虑两类因素的情况。结果表明,土层边界不确定性的影响在边坡稳定性分析中不可忽视。详细分析了边界深度变异系数、边界深度相关长度、静力触探布置密度对边坡稳定性的具体影响,并指出静力触探布置的合理密度与边界深度相关长度息息相关。因此,在设计边坡时能否获取边界深度相关长度的信息,是优化设计费用的关键。

摘要：通过分析水布垭面板堆石坝的长期实测变形资料,对最大坝高断面和下游坝面的后期变形情况进行研究,揭示了坝体后期变形的时空分布规律。研究表明:沉降是坝体后期变形的主要形式;后期沉降增量基本随高程升高而增大,但后期水平位移增量的分布未表现出与高程的相关性;下游坝面后期变形阶段的三向变形增量的分布规律与面板堆石坝一般变形规律类似;最大坝高断面和下游坝面的变形发生时序存在差异,下游坝面的变形大多在后期变形阶段发生,而最大坝高断面的沉降主要发生在后期变形阶段之前;此外,坝内各测点的年沉降增量演化均呈现出一定的波动性;下游坝面测点的历年沉降增量有明显分布规律,且各测点的年沉降增量基本呈逐年减小趋势。根据坝体后期变形时空分布规律,适当提高坝体中上部,特别是中上部下游侧筑坝料的填筑标准,对降低坝体后期变形能起到良好效果。

摘要：抗剪强度是评价土体稳定性的重要指标,研究缩尺效应对粗粒土抗剪强度的影响,对高土石坝工程土体强度估算有重要的理论意义和应用价值。根据前人的研究,颗粒最大粒径d_(max)和级配结构两部分变化是导致缩尺后试样存在缩尺效应的主要原因,其中级配结构可由级配面积S作为特征参数表示。通过改变试样的d_(max)和S,设计了24组不同级配试样,利用大型直剪仪对各组试样进行直剪试验,从而定量研究颗粒最大粒径和级配结构对粗粒土抗剪强度的影响规律。研究结果表明:粗粒土的抗剪强度指标黏聚力c和内摩擦角φ均表现出随着d_(max)增大而增大的规律,且c和φ均与d_(max)呈对数函数关系;黏聚力c和内摩擦角φ随着S的减小而增大,到达某一特定值后呈略微减小的趋势,并根据相应试验数据分别建立c和φ与S的关系式。最后,基于试验结果建立了考虑缩尺效应的粗粒土抗剪强度的预测模型,并用相关文献试验数据验证了该模型对不同类型粗粒土的适用性。

摘要：针对堰塞坝溃决过程中土石料输移特性,设计了3类共7组宽级配土石料:第1类为2组粒径分别为4、5 mm的均匀土石料,第2类为4组最大粒径分别为20、37.5、53及75 mm的非均匀土石料,第3类为最大粒径为20 mm的无黏性非均匀土石料;选择了恒定流A、B及非恒定流C、D共4组试验水流条件,以及2种尾门开度Ⅰ、Ⅱ,共25组试验工况;开展了宽级配土石料水槽冲刷试验,对比分析了流量过程、下游泄流条件、土石料级配宽度对土石料冲刷特性的影响规律。研究表明:对于不含黏性颗粒的土石料,非恒定流条件下的土石料输移相较于恒定流条件下的更加活跃,表现为大冲大淤;尾门开度越大即下游泄流条件越好,土石料的冲刷越严重,冲刷量越大;随着土石料级配宽度的逐渐增大,土石料冲刷深度最大的位置逐渐靠近水槽下游位置,冲刷量不断降低。

摘要：为了探讨非饱和含砂细粒土的气体渗透规律,制备不同含水率和干密度试样进行气体渗透试验,并基于多孔介质渗流理论分析进气压力、孔隙比和饱和度等对气体渗透率的影响规律,总结了非饱和土中渗透率的经验公式。试验结果表明,随着进气压力的增加,土样气体渗透率测试值逐渐趋于稳定值;含水率较高时,进气压力对土样气体渗透率的影响程度较大;含水率较低时,土样气体渗透率随进气压力增加而变化幅值较小。气体渗透率随土样含水率的增加(或饱和度的增加)呈减小趋势;当含水率低于最优含水率时,气体渗透率变化较小,但当含水率大于最优含水率后,气体渗透率急剧降低;在最优含水率两侧,土样微观结构的差异(絮凝结构和分散结构)是导致气体渗透率发生突变的主要原因;气隙比可有效表征土体孔隙比与饱和度对气体渗透率的影响规律,气体渗透率与气隙比呈良好的幂函数关系,并采用已有文献中试验数据验证了经验公式的合理性。

摘要：为研究地震波非一致输入对三维高面板坝动力反应的影响,采用波场分离的思路将人工动力边界处的总波场分解为无局部场地效应影响的自由场和局部场地效应引起的散射场,借助黏弹性边界建立地震波在自由场作用下地震动非一致输入,实现考虑地基辐射阻尼和地震波行波效应的地震动输入。对我国西南地区某高面板坝进行非一致地震动反应分析,研究P波和SV波作用下坝体结构的动力反应规律。结果表明:当P波非一致输入时,随着入射角度的增加,竖向加速度和动位移极值逐渐减小,水平向加速度和动位移极值逐渐增大;SV波非一致输入时,地震动反应规律与P波入射时相反。入射角度对地震波的行波效应以及坝顶加速度反应谱幅值等都有较显著的影响。

摘要：面板堆石坝坝体变形主要发生在坝体填筑和水库蓄水过程中,面板浇筑完成后,水库蓄水引起的坝体变形直接关乎面板的受力变形状态。为避免或降低蓄水对面板造成不利影响,开展水库初期集中蓄水对坝体变形的影响分析是非常有意义的。本文根据水布垭面板堆石坝的实测资料,对初期集中蓄水引起的坝体变形增量进行分析,讨论了变形增量的空间分布规律,研究表明:坝体变形受蓄水影响程度沿顺河向逐渐减弱,且坝体越高处该减弱程度越低,约1/2坝高以上部位的变形整体易受集中蓄水影响;坝体水平位移与沉降受初期集中蓄水影响的分布特征相似,但沉降变形所受影响更大。根据以上研究结果初步划分了初期集中蓄水影响区,能为开展坝体分区优化和变形控制研究提供一定参考和指导。

摘要：堰塞坝漫顶溃坝过程本质上是漫坝水流与坝体溃口处土体颗粒之间的相互作用过程,针对该作用机制开展专门研究,对于清楚揭示堰塞坝宏观溃决机理具有指导意义。针对堰塞坝漫顶溃坝过程中水流的强非恒定特征及坝料的宽级配特性,开展了不同水流条件下的宽级配土石料冲刷特性试验研究。研究结果表明:窄级配或均匀土石料的冲刷过程宏观上表现为沙波的形成、移动,也是推移质运动的主要形式,而宽级配土石料冲刷过程以冲刷坑的形成、扩展、移动为主。宽级配土石料在弱非恒定流条件下,粗颗粒对细颗粒的包围、遮蔽效应明显,抗冲蚀性能较强,而在强非恒定流条件下,粗颗粒背水面容易发生临空并起动,抗冲蚀性能相对较弱。宽级配土石料冲刷初期以坡角垮塌破坏为主,后期则主要体现为溯源冲刷。因此冲刷初期下游冲刷强度较高,上游冲刷强度较弱,床面容易形成倾向于下游的坡面且坡角逐渐增大;后期床沙在溯源冲刷作用下,上游部分粗颗粒间歇性起动并停止于下游,在其遮蔽作用下冲刷段下游容易形成细颗粒堆积区,使坡面倾角逐渐减小。因此,堰塞坝溃坝过程计算时应当充分考虑溃口底坡的倾角变化过程。非恒定流条件下的冲刷强度要大于恒定流条件下,基于恒定水流条件下所建立的输沙公式并不能用于精确的溃坝过程计算。