本書圍繞土石壩安全評價(jià)方法，介紹有關(guān)粗粒料與土石壩研究成果。研發(fā)大旁脹量旁壓儀，首次試驗(yàn)證明觸探試驗(yàn)桿長修正服從牛頓彈性碰撞理論而非波動理論，在此基礎(chǔ)上結(jié)合室內(nèi)模型旁壓試驗(yàn)，提出“旁壓模量當(dāng)量密度法”，成功地解決了深厚覆蓋層天然密度測試和粗粒料室內(nèi)試驗(yàn)縮尺方法難題；首次研發(fā)粗粒料CT三軸儀，結(jié)合DDA數(shù)值分析，探討粗粒料類顆粒聚合體組構(gòu)問題，并確認(rèn)最小能比系數(shù)為顆粒聚合體合理的綜合組構(gòu)量，為粗粒料本構(gòu)研究架起宏細(xì)觀研究間的橋梁；為建立粗粒料復(fù)雜應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)備，攻克了微摩擦加載技術(shù)，研發(fā)了大型微摩擦真三軸儀，揭示了粗粒料復(fù)雜應(yīng)力條件下力學(xué)特性，提出粗粒料的K-K-G本構(gòu)模型；針對面板堆石壩和混凝土心墻堆石壩兩種典型土石壩，對其工程特性進(jìn)行了深入探討，揭示了不同因素作用下的壩體變形的耦合規(guī)律，首次提出了水循環(huán)荷載是引起堆石壩長期變形的重要因素而非壩體蠕變作用，深入揭示了混凝土防滲墻與周邊土體相互作用機(jī)理，提出混凝土防滲墻端部接觸算法，論述了兩類土石壩有關(guān)應(yīng)力變形的關(guān)鍵問題。
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目錄
第一章 緒論 1
1.1 概述 2
1.2 土石壩研究難點(diǎn) 2
1.3 土石壩研究歷程 5
13.1 試驗(yàn)設(shè)備研制 5
1.3.2 深厚砂礫石覆蓋層力學(xué)參數(shù)測試方法 7
1.3.3 粗粒料本構(gòu)模型 8
1.3.4 大壩填料的蠕變與濕化 10
13.5 土石壩數(shù)值分析 11
1.4 對土石壩研究的寄語 14
參考文獻(xiàn) 17
第2章 粗粒料試驗(yàn)設(shè)備 19
2.1 概述 20
2.2 旁壓試驗(yàn) 21
2.2.1 技術(shù)與原理 21
2.2.2旁壓試驗(yàn)成果的再認(rèn)識 22
2.2.3設(shè)備改進(jìn) 24
2.3 動力觸探試驗(yàn) 25
2.3.1 動力觸探試驗(yàn)的困惑 25
23.2 試驗(yàn)方法 27
2.3.3 動力觸探桿長修正系數(shù) 28
2.4 常規(guī)三軸試驗(yàn) 30
2.4.1 常規(guī)三軸儀的缺陷 30
2.4.2 減摩技術(shù) 31
2.4.3 砂芯加速滲透技術(shù) 37
2.5 CT三軸試驗(yàn) 39
2.5.1 CT 工作站 39
2.5.2 CT 三軸儀 41
2.5.3 CT技術(shù)在巖土試驗(yàn)中的應(yīng)用 43
2.6 真三軸試驗(yàn) 49
2.6.1 真三軸儀的工作原理 49
2.6.2 大型真三軸儀的研制 49
2.6.3 大型真三軸儀結(jié)構(gòu) 51
2.6.4 關(guān)鍵技術(shù) 54
參考文獻(xiàn) 57
第3章 深厚覆蓋層試驗(yàn)方法 61
3.1 概述 62
3.2 當(dāng)量密度法 63
3.2.1 模型試驗(yàn)系統(tǒng) 63
3.2.2 模型的概化 63
3.2.3 當(dāng)量密度的確定方法 65
3.3 當(dāng)量的比較 66
3.3.1 探索歷程 66
3.3.2 雙江口水電站深厚覆蓋層 66
3.3.3 第②層的試驗(yàn)成果 67
3.3.4 第③層的試驗(yàn)成果 68
3.3.5 力學(xué)特性試驗(yàn) 69
3.4 方法驗(yàn)證 71
3.4.1 地基指標(biāo)的隨機(jī)性 71
3.4.2 烏東德水電站深厚覆蓋層 71
3.4.3 深厚覆蓋層級配 72
3.4.4 深厚覆蓋層密度 73
3.4.5 現(xiàn)場試坑法檢測 74
參考文獻(xiàn) 77
第4章 粗粒料縮尺方法 79
4.1 概述 80
4.2 “縮尺當(dāng)量問題”試驗(yàn)論證 81
4.2.1旁壓模量與密度的相關(guān)性 81
4.2.2 “縮尺當(dāng)量問題”試驗(yàn)論證一 81
4.2.3 “縮尺當(dāng)量問題”試驗(yàn)論證二 86
4.2.4 “縮尺當(dāng)量問題”的解 88
4.3 旁壓模量當(dāng)量密度法的工程實(shí)踐 88
4.3.1 堆石體中百米深孔旁壓試驗(yàn) 88
4.3.2 當(dāng)量密度 92
4.3.3 力學(xué)特性指標(biāo) 93
參考文獻(xiàn) 94
第5章 粗粒料組構(gòu)與本構(gòu) 95
5.1 概述 96
5.2 球形顆粒集合體力學(xué)特性 98
5.2.1 試驗(yàn)方法 98
5.2.2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 98
5.2.3 抗剪強(qiáng)度 100
5.3 組構(gòu)試驗(yàn) 101
5.3.1 二維模型試驗(yàn) 101
5.3.2 CT三軸試驗(yàn) 109
5.3.3 DDA數(shù)值試驗(yàn) 117
5.3.4 綜合組構(gòu)量 124
5.4 真三軸試驗(yàn) 126
5.4.1 強(qiáng)度特性 127
5.4.2 變形特性 130
5.5 K-K-G本構(gòu)模型 134
5.5.1 理論基礎(chǔ) 134
5.5.2 模型表達(dá)式推導(dǎo) 134
5.5.3 剛度系數(shù)矩陣 137
5.5.4 應(yīng)力變形分析軟件 140
5.5.5 試驗(yàn)與驗(yàn)證 141
參考文獻(xiàn) 144
第6章 粗粒料蠕變特性 147
6.1 概述 148
6.2 室內(nèi)蠕變試驗(yàn) 149
6.2.1 試驗(yàn)方法 149
6.2.2 試樣及試驗(yàn)條件 150
6.3 蠕變與時(shí)間的關(guān)系 152
6.4 蠕變與加載過程的關(guān)系 155
6.4.1 應(yīng)力增量較大時(shí)的蠕變過程 155
6.4.2 應(yīng)力增量較小時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變不確定性 156
6.5 蠕變模型及模型參數(shù) 160
6.5.1 蠕變量的確定 160
6.5.2 軸向蠕變 160
6.5.3 體積蠕變 162
6.5.4 模型參數(shù) 164
參考文獻(xiàn) 164
第7章 粗粒料濕化特性 165
7.1 概述 166
7.2 堆石料的濕化特性 167
7.2.1 試驗(yàn)材料 167
7.2.2 試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)方法 167
7.2.3 試驗(yàn)成果分析 168
7.2.4 濕化模型及模型參數(shù) 170
7.3 礫石土心墻料的濕化特性 173
7.3.1 試驗(yàn)難點(diǎn)及方法 173
7.3.2 外體變測量與修正 175
7.3.3 礫石土的基本特性 177
7.3.4 濕化試驗(yàn)步驟與過程控制 178
7.3.5 濕化試驗(yàn)及成果 180
7.3.6 濕化試驗(yàn)成果的離散性 180
7.3.7 濕化試驗(yàn)的應(yīng)力飽和現(xiàn)象 181
7.3.8 礫石土濕化模型與參數(shù) 182
7.4 濕化變形的局部硬化 186
參考文獻(xiàn) 188
第8章 土石壩之混凝土面板堆石壩 189
8.1 概述 190
8.2 混凝土面板堆石壩監(jiān)測分析 191
8.2.1 混凝土面板堆石壩及監(jiān)測方法 191
8.2.2 壩體變形 194
8.2.3 面板應(yīng)力 203
8.2.4 面板縫位移 206
8.3 混凝土面板堆石頊數(shù)值分析 210
8.4 混凝土面板堆石壩展望 221
參考文獻(xiàn) 224
第9章 土石壩之二：混凝土心墻堆石壩 225
9.1 概述 226
9.2 三峽工程二期上游圍堰 227
9.2.1 工程概況 227
9.2.2 研究歷程 228
9.3 圍堰材料及結(jié)構(gòu) 229
9.3.1 風(fēng)化砂堰體 229
9.3.2 防滲墻 235
9.3.3 土工膜 242
9.4 防滲墻 246
9.4.1 防滲墻應(yīng)力與變形 246
9.4.2 防滲墻端部接觸算法 253
9.4.3 防滲墻應(yīng)力變形反分析 259
參考文獻(xiàn) 261
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