堆石坝流变变形的反馈分析沈珠江.pdf

水 　　利 　　学 　　报 　1998 年 6 月 SHU IL I 　　XU EBAO 第 6 期 堆石坝流变变形的反馈分析 沈珠江 　　赵魁芝 (南京水利科学研究院土工所) 摘 　要 　本中建议了一个比较简单实用的 3 参数模型 , 并通过 4 座已建坝的反馈分析确定了从软岩到砂卵石 4 种不同质地堆石料的流变参数 , 今后新建类似堆石坝时可以参考此值进行设计计算. 关键词 　堆石坝 , 流变 , 本构模型 , 反馈分析. 堆石坝竣工以后仍会产生一定的后期沉降. 从已有的坝顶沉降资料看 , 竣工以后的沉降一般 占坝 高的 01 %左右 , 假定其中一半因水位变化或其它原因而产生 , 则 005 %的沉降是堆石体流变的结 果. 此值虽然不大 , 但如果面板端部的竣工时已经压紧 , 则流变可能导致面板中压应力继续加大而压 裂 , 如罗马尼亚的lesu 坝[ 1 ] . 由于需要长期加荷 , 室内进行流变试验是十分困难的 , 对需要在大型 三轴仪上进行试验的堆石料来说 , 则进行流变试验几乎是不可能的. 因此 , 根据原体变位观测资料进 行反馈分析 , 似乎是唯一切实可行的途径. 近 10 几年来 , 国内已建成多座 100m 左右的高堆石坝 , 并已取得一批观测资料 , 从而为通过反馈分析研究堆石料的流变特性创造了条件. 本文将在流变模型 研究的基础上对鲁布革 、丛化 、株树桥和小干沟 4 座大坝进行反馈分析 , 得出 4 种堆石料的流变参 数. 图 1 　流变模型 图2 　应力应变曲线 1 　流变模型的选择 岩土工程中常用的流变模型可分为过应力模型和滞后变形模型两大类. 如果用滑片和粘壶分别代 表材料的塑性和粘性 , 则前者相当于两者并联 , 后者相当于两者串联 , 如图 1. 对于非线性材料 , 如 ( ε ) ( ε ) 果用快速加荷 应变率 = ∞ 和慢速加荷 = 0 测得两条应力应变曲线分别以①和 ②代表, 则两 种模型的关系将如图2 所示. 如果假定 t →∞时两种模型达到同一点 c , 则过应力理论认为快速加荷 ( ) 到 b 点时只产生弹性 包括线性和非线性 应变, 塑性应变只在应力松弛过程中产生, 而滞后变形 理论认为快速加荷时即产生塑性应变, 从 a 点到c 点的滞后变形中只有弹性应变. 过应力理论的主要 ( ) 缺点是, 有关的塑性变形参数 屈服函数和硬化规律 需要通过十分缓慢的加荷试验来测定, 如图2 中曲线 ②, 这对于粗粒料尤其是难以实现的. 因此, 本文将选用滞后变形模型. 按 照滞后变形理论, 总应变可以分为瞬时产生的弹塑性应变和滞后产生的粘滞应变两部分, 即 本文于 1997 年 8 月 18 日收到 , 系水利水电科学资金资助项 目. — 1 —