考虑摩擦系数和颗粒强度劣化效应的堆石体湿化细观数值模拟
2017-03-21黄绪武常晓林
中国农村水利水电 2017年9期
黄绪武,周 伟,马 刚,陈 远,常晓林
(1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072;2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室,武汉 430072)
堆石体作为一种重要的建筑材料,已经在堆石坝、道路路基等基础设施建设中得到广泛应用。工程监测资料表明,堆石坝上游堆石区在库水位变动,尤其是水库初次蓄水时会产生较大的沉降,当遇到暴雨时,堆石坝下游堆石区也能观察到明显的沉降变形[1,2]。
为了研究堆石体湿化变形的规律,国内学者作了大量的试验研究,并基于试验结果提出了一系列湿化模型[3-5]。然而,这些模型多是建立在湿化变形与围压和应力水平的统计关系上,并没有深入到细观颗粒层面。因此,导致湿化变形的细观力学机理一直没有得到充分的认识。
在堆石体湿化变形机理方面,国内学者进行了一些试验研究。左永振等[6]对双江口坝壳料进行大型三轴湿化试验发现,固结排气剪的黏聚力c值最大,湿化后的c值次之,饱和排水剪的c值最小。粗粒料的c值是颗粒之间相互错动时表现出的咬合力,浸水湿化后,由于颗粒浸水软化和水的大量存在使颗粒间的润滑作用增强,导致其c值比风干态的c值低。魏松等[7]在大型三轴仪上完成湿化试验并结合颗粒破碎检测试验发现,湿化变形与湿化颗粒破碎之间有很好的线性关系。然而,这些试验研究只是通过堆石体的一些宏观物理量的变化来分析湿化变形的原因,无法得到每种因素对于湿化变形的影响程度以及影响机理。……
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