浅谈堆石料流变模型及其在面板堆石坝中的应用研究

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1、河海大学硕士学位论文堆石料流变模型及其在面板堆石坝中的应用研究姓名：周治刚申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：朱俊高;张坤勇20070601摘要摘要流变是堆石料的一项基本特性。目前，面板堆石坝中有关流变的工作开展得相对较少。随着面板堆石坝的发展，坝体堆石的流变特性越来越受到技术人员的关注。本文结合在建的水布垭面板堆石坝工程，对三参数流变模型进行修正，并采用修正模型对水布垭面板堆石坝进行了三维有限元流变数值计算。论文的主要工作如下：(1)对目前常用于面板堆石坝应力应变分析的堆石体本构模型进行了分析，分别采用邓肯E一雪模型和椭圆一抛物线双屈服面模型对水布垭

2、面板堆石坝进行了三维有限元计算分析比较。结果表明，由于没有考虑堆石流变特性，两种模型计算结果均偏小。但总体而言椭圆一抛物线双屈服面弹塑性模型能够更合理反映堆石的应力变形特性。(2)在相关试验资料基础上，结合理论分析考虑堆石流变特性，对三参数双屈服面弹塑性流变模型进行修正，并通过计算对其可靠性进行了验证。(3)在三维有限元分析基础上，进行了双屈服面模型参数灵敏度分析，确定了椭圆一抛物双屈服弹塑性模型中敏感性参数，对水布垭面板堆石坝观测资料进行分析整理，利用典型代表性测点的位移，对修正双屈服面弹塑性流变模型中敏感参数进行反演分析，确定了计算参数。(4)采用修正双

3、屈服面弹塑性流变模型，根据反分析获得的计算参数，对水布垭面板堆石坝应力变形进行了计入流变和不计流变的三维有限元计算分析，并将三参数流变模型以及修正流变模型计算结果和观测数据进行了对比分析。结果表明，堆石流变对坝体应力应变影响较大，修正流变模型能够更合理地反映堆石流变性。关键词：面板堆石坝、流变、本构模型、椭圆．抛物线双屈服模型、三维有限元分析AbstractRheologydeformationisonebasicengineeringcharacteristicsofrockfillmaterials．Aspresent,studiesrelatedtot

4、hisareninConcreteFaceRock-fillDam(CFRD)areveryfew．WiththedevelopmentofhighCFRD，moreattentionisbeingpaidtotherheelogydeformationofthedambody．Inthisthesis，thecalculationmethodofthreedimensionalfiniteelementwasappliedtoanalyzetheShuibuyaCFRDandtherheelogydeformationofCFRDisinvestigate

5、dbasedontheimprovedthreeparametersrheelogymodel．Themaincontributionincludes：(1)Therockfillconstitutivemodelwhichusedtoanalyzethestress-strainofCFRDfrequentlyisappraised．Inordertorationallypredictingthestress—strainbehaviorofCFRD，TheDuncanE-BmodelandtheElliptic-ParabolicYield嗣舡慨mode

6、lareusedtocalculatingandstudyingtheShuibuyaCFRD．Thecalculatedresultsareindicatedthatthetworesultsarelessthanactualfornotconsideringtherheologicalcharacteristicofrockfill．Inaword，theElliptic-ParabolicYieldsurfacemodelcanreflectthestressdeformationcharacter／sticreasonably．(2)Onthefou

7、ndationofthecorrelatedexperimentinformationandconsideringtherhcologicalcharacteristicofrockfill，anewrhcologymodelisproposedbyimprovingthethreeparametersrhcologymodel，andthedependabilityofthemodelisvalidatedbyusingtheexperienceformulaofhyperbolafunction．(3)Thethesishasdonesensitivit

8、yanalysisbasedonthreedimen