摘要：为了解温度变化对沥青混凝土强度及剪胀特性的影响,开展了-1、5、10、15℃下的沥青混凝土三轴剪切试验。试验结果表明:沥青混凝土的强度变形特性与温度有密切关系,负温时,表现出明显的应变软化和剪胀性,随着温度的升高,应力-应变曲线转变为应变硬化型,且剪胀性减弱;沥青混凝土抗剪强度随温度升高而减小,且黏聚力的降低幅度明显大于内摩擦角,当温度从-1℃升高到15℃时,内摩擦角减小了4.7°,而黏聚力由1.11 MPa减小到0.28 MPa;沥青混凝土剪胀角随轴向应变增大而增大,并趋于稳定,两者关系可采用双曲线函数进行拟合;双曲线模型参数与温度有较好的相关性,可进一步考虑剪胀角随温度的变化情况。研究成果可为沥青混凝土的热-力耦合本构模型建立提供参考。

摘要：依托某建于凸起地形上的面板堆石坝,采用三维非线性有限元分析方法,研究左岸凸起地形及其2种开挖方案对面板堆石坝面板应力变形特性以及接缝变形的影响。通过坝轴向和顺坡向的面板挠度曲线解释了面板拉应力分布规律,提出了面板拉裂风险指标,并对开挖方案进行了效果评价。结果表明:凸起地形对面板应力变形和接缝变形有较大影响,相较于凸起地形完全挖除方案,凸起地形对堆石体和面板具有较强的约束和支撑作用,导致凸起地形处的面板坝轴向位移和挠度减小,拉应力区增大,垂直缝张开数量增多,然而,面板拉应力、垂直缝张开量以及周边缝张开和错动均有所减小;凸起地形上游侧按1∶1.5开挖后,面板变形协调性明显改善,面板拉应力区面积和垂直缝张开数量减少,有效降低了面板拉裂风险。

摘要：膨胀土是一种特殊的黏土,具有明显的胀缩性和多裂隙性,在寒区渠道工程中极易诱发各种冻害。单轴压缩特性是冻土物理力学特性的重要分支,为研究冻结膨胀土的单轴压缩特性,开展了不同干密度和温度下冻结膨胀土单轴压缩试验。试验结果表明:随着干密度的增加,各温度工况下试样的应力-应变关系曲线均由弱应变软化转为应变硬化形态,且试验温度越高,曲线的软化特征越显著。不同温度工况下试样的破坏模式差异明显。当试验温度为-2℃时,试样破坏时其表面出现明显的局部坍塌与剥落,而-5℃、-10℃和-15℃工况下试样的最终破坏形态均为“鼓状”破坏,试样表面无明显的裂缝和剪切面。冻结膨胀土试样的单轴抗压强度随干密度的增加而线性增大,亦随温度的降低而增大,但在不同的温度区间内增幅不同,其变化幅度主要与试样内部含冰量密切相关。此外,试样的弹性模量随着干密度的增大和温度的降低均线性增大。

摘要：针对粗粒料的剪胀特性,引入4次幂函数剪胀方程对基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型(hhu-SH基本模型)进行改进,并给出了改进hhu-SH模型屈服函数、硬化参量、初始弹性模量的推导过程以及参数确定方法。基于某抽水蓄能电站下水库面板堆石坝工程,利用其筑坝粗粒料的三轴CD试验和等向压缩试验结果,整理出改进hhu-SH模型的参数,模拟大坝填筑和蓄水过程,并将计算结果与邓肯E-B和南水模型的计算结果进行对比。结果表明:在坝体位移的定性分布规律上,改进hhu-SH模型、邓肯E-B模型以及南水模型的计算结果基本一致,验证了该模型的工程适用性;基于改进hhu-SH模型计算的坝体变形、面板变形和应力以及接缝位移预测值均小于E-B模型,但与南水模型较为接近;基于改进hhu-SH模型计算得到的面板顺坡向应力整体受压,结果更符合实际。

摘要：为研究堆石级配对堆石-土工格栅界面剪切特性的影响,根据Einav提出的堆石级配方程配制5种不同级配的堆石试样,进行了设土工格栅加筋与不设土工格栅加筋堆石的界面直剪试验,分析了最大粒径和分形维数对界面抗剪强度以及加筋系数的影响,并给出了加筋系数与堆石平均粒径d;与土工格栅网孔尺寸之比(粒孔比)的关系。试验结果表明,土工格栅的加筋作用主要取决于堆石颗粒与格栅之间的嵌锁作用。当堆石材料中小于格栅网孔尺寸的粗粒含量较高时,嵌锁作用显著,界面抗剪强度增大。反之,当堆石中大于格栅网孔尺寸的粗粒含量较高时,堆石与格栅间的嵌锁作用减弱,滑动作用增强,界面抗剪强度降低。因此,加筋系数随堆石级配最大粒径的增大而减小,随分形维数的增大而增大。此外,加筋系数随粒孔比的增大呈指数衰减,当粒孔比小于0.22时,加筋系数大于1.0,粒孔比大于0.3后,加筋系数趋于0.8。该试验结果对坝顶土工格栅加筋体结构的设计具有重要的参考价值。

摘要：高土石坝普遍采用掺砾黏土作为心墙区的压实填筑材料,而高寒区土石坝心墙在施工过程中面临严峻的冻融问题。对经历冻融作用后的压实掺砾黏土料开展一系列三轴渗透试验,研究冻融条件下其渗透特性的演化规律。试验结果表明:冻融作用后,掺砾黏土的渗透系数较未冻融时增大,且增加程度受冻融次数、围压、掺砾量和初始含水率等因素影响。随着冻融次数的增加,渗透系数逐渐增大,且在第1~2次冻融过程中增幅最大;低围压和高初始含水率情况下冻融导致的劣化作用更为突出,渗透系数增大更显著;掺砾量对渗透特性冻融演化规律的影响与掺砾黏土内部的土-石细观结构分布密切相关;随着初始含水率的增加,冻融后的渗透系数逐渐增大,但增幅在压实试样处于最优含水率的干侧时较大,而在湿侧时则较小一些。研究结果可为高寒季冻区高土石坝的防渗设计和冬季施工过程的冻融防控提供一定的指导依据。

摘要：针对破碎性粗粒料开展了5种不同初始级配下的三轴剪切压缩破碎特性试验,研究了级配和围压对粗粒料压缩破碎特性的影响,分析了三轴剪切路径下的应力变形特性、剪胀关系、不同状态下的e-p关系及颗粒破碎率等规律。试验结果表明,当粗粒料初始级配的分形参数在D=2.2附近时,制样密度、剪切模量及材料的剪胀性均有极大值;随着初始级配分形参数D的增大,三轴剪切完成时的颗粒破碎率单调递减;伴随着颗粒破碎的发展,试验完成后不同初始级配的试样有收敛于唯一最终孔隙比的趋势。

摘要：利用级配曲线与土体土水特征曲线的相似性,提出了一个描述筑坝料连续级配的方程,分析了方程参数对不同形态级配曲线的反映能力,并利用两座在建水电站工程的筑坝料实测级配,验证了该方程对各种连续性级配筑坝料的普适性。研究表明:该方程能够描述出双曲线形、反S形和近乎直线等三种典型的级配曲线,针对堆石料、过渡料、反滤料等不同连续级配筑坝料都具有广泛的适用性。参数a和n对级配曲线的影响与VG模型类似,a主要决定级配曲线的形状,即双曲线形或反S形;n为大于1的值,决定级配曲线主体段的斜率,n越大,斜率越大,n趋向于1,则曲线很缓,近似于直线。利用该方程,可构造出用于描述间断级配土的级配方程。此外,良好级配条件的粗粒料参数取值范围为0.1<a<1.9且1.3<n<1.9。需要指出的是,该级配方程由岩土工程中广泛应用的VG模型发展而来,更容易被广大工程科研人员理解并接受,在筑坝料级配设计方面具有一定的应用价值。

摘要：为了解土石混合料在现场压实条件下的变形特性,结合句容抽水蓄能电站上水库库盆填筑工程,对5种不同的土石混合料进行现场压实,并开展原位平板载荷试验;然后,利用Bussinesq解求得不同竖向压力下的变形模量。研究表明:P5(粒径>5 mm的颗粒)含量较高的上库开挖料经现场压实后,其承载力和变形模量均大于P5含量低的下库开挖料。土石混合料在现场压实后处于超固结状态,具有较大的前期固结应力。当竖向应力较小时,土体处于弹性变形阶段,初期加载沉降变形较小,当竖向应力超过前期固结应力后,土体进入塑性变形阶段,后续加载沉降速率明显加快。含水率较低、P5含量高的土石混合料在薄层重型激振碾压后会形成强度较高的表面硬壳层;而含水率较高、P5含量较低的土石混合料,在弹性变形阶段具有较为显著的压硬性,当进入弹塑性变形阶段后,其变形模量则随着竖向应力的增大而减小。本文所得到的现场压实土石混合料压缩变形模量对于类似工程设计具有一定的参考作用。