国家自然科学基金(51179097)
- 作品数：7 被引量：23H指数：2
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- 堆石料应力-应变特性大型三轴试验研究被引量：18
- 2017年
- 通过对水布垭筑坝堆石料进行0.2~3.5 MPa围压下的大型三轴固结排水剪(CD)试验,分析了不同围压下堆石料的偏应力-轴应变关系及体应变-轴应变关系的变化规律;引入破坏强度和体变与围压的关系,采用临界偏应力σ_(cre)和临界体应变ε_(vcre)作为归一化因子对不同围压下的应力-应变关系试验结果进行归一化处理,建立了不同围压下的应力-应变关系表达式,并将计算预测与试验结果进行对比验证。研究表明:对于颗粒级配确定的密实堆石料,初始变形期存在一定的弹性增长阶段,且该直线段的斜率受围压的影响较大;低围压时表现为应变软化,先剪缩后剪胀为主的力学特性,且围压越低,剪胀效应越明显;高围压(0.8 MPa≤σ_3≤3.0 MPa)时表现为应变硬化、剪缩为主的特性;剪胀消失的临界围压处于0.45~0.8 MPa之间;超高围压(σ_3>3.0 MPa)条件下,虽表现为应变软化、剪缩的特性,但其应变软化的机制与低围压下不同;分析认为,超高围压下剪切过程中颗粒的相对破碎率达15%以上,颗粒破碎引起的堆石料强度降低大于围压的增大对堆石料强度的提高。峰值主应力比随围压的增大而降低,且随轴应变的增大而趋于一致。堆石料的破坏强度与围压呈线性相关。最后,通过计算预测结果证明了该应力-应变关系表达式的正确性。
- 徐志华孙大伟张国栋
- 关键词：堆石料大变形大型三轴试验应力-应变
- 陡坡上带坝趾挡墙的混合坝应力变形分析被引量：1
- 2020年
- 江苏宜兴抽水蓄能水电站水库大坝为带坝趾挡墙的面板混合堆石坝,因建在倾斜的、有深长冲沟的不平整陡坡基岩上,其施工期和蓄水期的安全备受关注。采用自编的网格自动生成程序,依据复杂的地形条件CAD图,生成了含有不平整陡坡、坝体、两侧为圆弧型的面板、坝趾挡墙、抗滑桩的三维复杂网格。基于加速计算技术,对该坝的应力变形进行了三维非线性有限元分析。计算得到了坝体、面板、挡墙的变形和应力分布。计算结果表明该坝的变形和应力满足安全要求。研究成果为建在陡坡上的贴坡型面板堆石坝的设计和施工提供了依据。
- 孙大伟陈云褚娜娜
- 关键词：应力分布有限元网格有限元分析
- 水布垭堆石料三轴试验数值模拟被引量：1
- 2017年
- 采用三轴仪对水布垭堆石料进行相同密度、围压分别为0.2、0.6、0.8、1.0 MPa下的固结排水剪切试验,并根据试验规程整理得出水布垭堆石料基于邓肯E-B模型的8个基本参数。研究的目的在于数值模拟不受室内三轴试验不确定性因素的影响,同时所做试验的轴向应变为25%左右,在国内很少见。通过自编邓肯E-B Fortran子程序,嵌入商用软件ABAQUS对水布垭堆石料三轴试验进行数值模拟。通过将模拟得到的应力—应变关系与三轴试验得到的应力—应变关系进行对比分析发现,数值模拟结果与试验结果基本吻合。
- 李哲群孙大伟徐志华陈亮
- 关键词：三轴试验ABAQUSFORTRAN
- 基于有限元法的土石坝施工填筑数值仿真及位移修正方法探讨
- 2014年
- 为提高有限单元法在土石坝施工填筑数值仿真中的施工填筑模拟效率并修正数值仿真填筑位移,针对目前采用的"生死单元法"和"空气单元法"计算效率低的问题,提出了一种处理单元的施工填筑模拟方法,即给每个单元赋予施工信息进行施工次序控制,未施工单元不参与仿真计算。工程实例表明,该方法与传统方法相比可节省50%计算时间。由于有限元仿真时自重荷载是一次性施加的,这与实际施工时逐级加载的变形机理是不同的,需要对有限元计算位移进行修正,因此,基于土体一维线弹性压缩沉降理论,推导了单填筑级及多填筑级下的位移修正公式,完善了施工填筑位移修正方法。
- 卢晓春田斌孙大伟孙开畅
- 关键词：土石坝有限单元法
- 三轴固结排水试验中偏应力计算取值的探讨被引量：2
- 2016年
- 在三轴固结排水试验中,偏应力大小的求解过程是基于试样始终是等体积圆柱体的假定来进行推导的,该假定认为在整个试验过程中,试样任意横截面的面积相等。但是在试验过程中,由于端部效应的存在,使得试样在轴向加载的过程中逐渐变成了鼓形,这与偏应力的计算假定不符。为了计算三轴试验中鼓形试样受偏应力的大小,进行了一系列固结排水三轴试验,并根据试样的实际变形情况对试样所受的偏应力进行了重新推导。结果表明:按照实际变形情况推导出的偏应力计算公式与规范采用公式不同,根据推导公式计算的偏应力值在一个范围内变化,其最小值较规范值小,最大值较规范值大;通过计算坝体沉降量从坝体安全的角度给出了粗粒土三轴固结排水试验强度计算时偏应力的推荐值。
- 徐志华张国栋孙大伟孙钱程
- 关键词：三轴试验固结排水粗粒土偏应力
- 三轴试验中基于外衬塑布裂缝的偏应力计算
- 2015年
- 在常规三轴固结排水剪（CD）试验中,按照规范整理得到了（σ1~σ3）~εa曲线和εv~εa曲线,但发现由这两条曲线确定的临界状态点不一致,不符合经典临界状态的定义。通过试验过程中试样外衬塑布的裂缝分布情况确定了试样的剪切破坏面,得出试样破坏面与试样中心轴的交点位置随围压的变化规律,对计算截面面积Ab的公式进行了推导,提出了偏应力计算取值的新方法。按照新方法计算了εv~εa和（σ＇1-σ3）~εa曲线,且由该曲线确定的临界状态点趋于一致,符合土体达到临界状态时的宏观力学现象。
- 徐志华孙大伟张国栋
- 关键词：三轴试验固结排水偏应力
- 堆石料颗粒破碎特性及Wan-Guo硬化法则的修正被引量：1
- 2020年
- 高应力下超高堆石坝坝料的颗粒破碎特性是当前研究的热点问题。取已建成的世界最高面板堆石坝——水布垭坝的筑坝堆石料为试验料,进行了轴向应变达25%的三轴固结排水试验,得到了31组试验的高质量试验数据。在此基础上,统计分析得出临界状态剪应力q与平均主应力p呈幂函数关系、颗粒破碎率Br与围压σ3呈幂函数关系、临界状态应力比Mf与围压σ3呈对数函数关系。试验揭示了在高-超高围压下堆石料发生了较显著颗粒破碎,堆石料粒径变小、颗粒级配改变导致其剪应力-轴向应变试验曲线下弯。因此高围压下堆石料的临界状态判断标准应为“体应变不变”,而不再是“剪应力不变”。最后引入破碎因子项,修正了Rowe剪胀方程的Wan-Guo硬化法则。
- 孙大伟张亮徐志华张国栋
- 关键词：堆石坝本构模型三轴试验颗粒破碎
