考虑级配空间随机特性的堆石坝变形应力分析
2021-11-24卢知是
河海大学学报(自然科学版) 2021年6期
朱 晟,卢知是
(1.河海大学水文水资源与水利水电工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210098;2.河海大学水工结构研究所,江苏 南京 210098 )
近年来,西部地区一批300 m级高心墙堆石坝即将开工建设,高堆石坝的变形控制问题成为设计研究的重点。已有研究表明,堆石料的级配分布显著影响其物理性质和力学行为,且随荷载增大,相关性明显提高。陈镠芬等[1]通过三轴剪切试验发现堆石料级配的分形维数越大,各围压下峰值强度越大;赵婷婷等[2]基于颗粒流方法进行数值试验,认为分形维数可用于量化分析堆石料力学特性;加力别克等[3]通过三轴压缩试验,得出分形维数与其抗剪强度、破坏比、切线模量等邓肯E-B模型参数之间存在二次函数关系;朱晟等[4]分析了级配与抗剪强度、剪胀性、压缩性及颗粒破碎之间的规律,建立了广义塑性模型参数与分形维数之间的函数关系。
目前高坝的变形与应力研究成果,绝大部分以各分区坝料采用单一级配的假定为基础。然而堆石料级配存在分布上的空间变异性,且受自然条件、岩石性状、填筑过程等因素影响,表现出结构上的不确定性,按单一级配计算不能完全反映工程实际。Vanmarcke[5]用齐次正态随机场模拟土性剖面,建立了岩土参数随机场模型。我国专家学者如张征等[6]将地质学方法应用于岩土参数分析,拓展了随机场理论及应用;蒋水华等[7]提出了考虑空间变异性的非均质边坡可靠度分析方法;刘鑫等[8]采用随机极限平衡法发现边坡破坏的演化与土体参数的空间分布密切相关;……
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