膠凝砂礫石本構模型研究.pdf

1、膠凝砂礫石壩是近年來出現的一種新壩型，它是在碾壓混凝土壩和堆石壩的基礎上提出并發(fā)展起來的，它使用一種新的筑壩材料——膠凝砂礫石筑壩。膠凝砂礫石性能介于碾壓混凝土與堆石料之間，與低等級混凝土和水泥土的性質比較接近，是一種特殊的新型工程材料。目前，國內外學者對膠凝砂礫石力學性能的研究還不夠深入，仍然缺乏能準確描述其應力-應變關系的本構模型，不利于進行膠凝砂礫石壩的研究工作，制約了這項新型筑壩技術進一步發(fā)展。
　　 本文在總結大量國內

2、外試驗資料的基礎上，分析了膠凝砂礫石的應力-應變特點及其影響因素，探討了現階段已建立的幾種膠凝砂礫石本構模型的優(yōu)缺點，建立了適合膠凝砂礫石的新的本構模型。主要研究內容和結論如下:
　　 1、介紹膠凝砂礫石壩的發(fā)展，并概述膠凝砂礫石本構模型的研究現狀;
　　 2、總結了大量國內外膠凝砂礫石的單軸和三軸試驗成果，分析得出其應力-應變關系曲線可分為三個典型階段:即線彈性階段、非線性階段和應變軟化階段。大體表現為在低應力水平下表

3、現出線彈性性質，隨應力增大逐步進入非線性階段直至達到材料峰值強度;隨后，應力隨著應變的增長而降低，表現出明顯的軟化特征，最終趨近于材料的殘余強度。同時得出，材料的應力-應變關系特性與圍壓、骨料級配、配合比、膠凝含量、砂率以及齡期等因素有關。
　　 3、總結了膠凝砂礫石的本構模型研究現狀，包括華北水利水電學院孫明權教授提出的虛加剛性彈簧法、河海大學蔡新通過參數回歸建立的本構模型、中科院吳夢喜建立的“二元并聯”本構模型及武漢大學何蘊

4、龍?zhí)岢龅?參數模型，本文分析了以上各個模型的參數求取方法并利用相關三軸試驗數據進行了模型驗證，同時對這些本構模型的優(yōu)缺點進行了分析和比較。
　　 4、根據膠凝砂礫石的應力-應變特性并結合現有本構模型的優(yōu)缺點，建立了適用于膠凝砂礫石的非線性K-G模型，該模型準確地反映了膠凝砂礫石的非線性、應變軟化及剪脹性等特征。模型考慮了剪應力和平均主應力的影響，能適應平均主應力為常數、剪應力變化，平均主應力和剪應力同時變化等多種應力路徑。模型各