温彦锋,张延亿

• 1:中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室

摘要(Abstract)：

堆石料的变形控制影响坝体防渗体系和运行安全,是高土石坝建设的关键问题,堆石料的长期变形在坝体变形控制中的作用受到越来越多的重视。总结和梳理了国内外学者在流变、湿化与水位变动、干湿和温度循环,以及尺寸效应等条件下堆石料长期变形的研究成果,介绍了中国水利水电科学研究院研究团队在堆石料长期变形试验研究和模型研究的进展。研究结果表明,堆石料长期变形发展在坝体运行过程中的影响不容忽视,将显著影响坝体不同分区的变形协调以及面板受力分布,进而影响坝体安全。本研究成果可为堆石料长期变形相关研究提供技术支撑。

关键词(KeyWords)： 堆石料;长期变形;流变变形;湿化变形;水位变动;干湿循环;尺寸效应

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家重点研发计划项目课题(2018YFC1508502);; 中国水科院基本科研业务费项目(GE0145B562017);; 中国华能集团总部科技项目(HNKJ17-H18)

作者(Author): 温彦锋,张延亿

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2019.08.011

参考文献(References)：

• [1] WILKINS J K,MITCHELL W R,FITZPATRICK M D,el al.The Design of Cethana Concrete Face Rockfill Dams[R].11th ICOLD Congress.Madrid,1973.
• [2] SOWERS G F,WILLIAMS R C,WALLACE T S.Compressibility of broken rock and the settlement of rockfills[C]// Proc.6th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering.Toronto,1965:561- 565.
• [3] 彭正光.西北口面板堆石现蓄水7年变形分析[J].水利水电技术,1999,30(9):24- 27.
• [4] 杨键.天生桥一级水电站面板堆石坝沉降分析[J].云南水力发电,2001,17(2):59- 63.
• [5] 沈珠江,左元明.堆石料的流变特性试验研究[C]//第六届全田土力学及基础工程学术会议论文集.上海:同济大学出版社,1991.
• [6] 李国英,米占宽,傅华,等.混凝土面板堆石现堆石料流变特性试验研究[J].岩土力学,2004,25(11):1712- 1716.
• [7] 程展林,丁红顺.堆石料蠕变特性试验研究[J].岩土工程学报,2004,26(4):473- 476.
• [8] 梁军,刘汉龙.面板坝堆石料的蠕变试验研究[J].岩土工程学报,2002,24(2):257- 259.
• [9] 梁军,刘汉龙,高玉峰.堆石蠕变机理分析与颗粒破碎特性研究[J].岩土力学,2003,24(3):479- 483.
• [10] 王振兴.堆石料的流变试验研究[D].大连:大连理工大学,2012.
• [11] 于浩,李海芳,温彦锋.九甸峡堆石料三轴蠕变试验初探[J].岩土力学,2007(S1):103- 106.
• [12] 李海芳,徐泽平,温彦锋.九甸峡堆石料蠕变特性试验研究[J].水力发电学报,2010,29(6):165- 171.
• [13] 孙庚.堆石料的蠕变特性试验研究[D].北京:中国水利水电科学研究院,2016.
• [14] 李海芳,张茵琪,金伟等.两河口水电站混合料流变模型研究[J].地震工程学报,2011,33(S1):285- 289.
• [15] 张茵琪.堆石料蠕变模型试验研究[D].北京:中国水利水电科学研究院,2013.
• [16] 汪小刚.高土石坝几个问题探讨[J].岩土工程学报,2018,40(2):203- 222.
• [17] 沈凤生,陈慧远,潘家铮.混凝土面板堆石坝的蓄水变形分析[J].岩土工程学报,1990(1):73- 81.
• [18] 蔡新,成峰,杨建贵,等.土石坝流变非线性分析[J].河海大学学报(自然科学版),1999,27(6):20- 24.
• [19] JUSTO J L,DURAND P.Settlement-time behavior of granular embankments[J].International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics,2000,24(3):281- 303.
• [20] RONALD P C.Post-construction deformation of rockfill dams[J].Journal of Geotechnical Engineering,1984,110(7):821- 840.
• [21] REIKO KUWANO,RICHARD J,JAR DINE.On measuring creep behavior in granular materials through triaxial testing[J].Can.Geotech,2002,39(5):1061- 1074.
• [22] 殷宗泽.一个土体的双屈服面应力-应变模型[J].岩土工程学报,1988,10(4):64- 71.
• [23] 王勇,殷宗泽.一个用于面板坝流变分析的堆石流变模型[J].岩土力学,2000,21(3):227- 230.
• [24] 殷宗泽.土工原理[M].北京:中国水利水电出版社,2007:402- 404.
• [25] 王海俊,殷宗泽.堆石流变试验及双屈服面流变模型的研究[J].岩土工程学报,2008,30(7):959- 963.
• [26] 王勇.神经网络在岩土工程中的应用[J].河海大学学报,1998(4):70- 74.
• [27] 王勇,殷宗泽.面板坝中堆石流变对面板应力变形的影响分析[J].河海大学学报(自然科学版),2000,28(6):60- 65.
• [28] 沈珠江.鲁布革心墙堆石坝变形的反馈分析[J].岩土工程学报,1994,16(3):1- 13.
• [29] 沈珠江,赵魁芝.堆石坝流变变形的反馈分析[J].水利学报,1998,6(6):1- 6.
• [30] 朱晟,王永明,徐骞.粗粒筑坝材料的增量流变模型研究[J].岩土力学,2011,32(11):3201- 3206.
• [31] 方维凤.混凝土面板堆石坝流变研究[D].南京:河海大学,2003.
• [32] 邓刚,徐泽平,吕生玺,等.狭窄河谷中的高面板堆石坝长期应力变形计算分析[J].水利学报,2008,39(6):639- 646.
• [33] NOBARI ES,DUNCAN JM.Effect of reservoir ?lling on stress and movement in earth and rock?ll dam[R].Report TE- 72- 1.Department of Civil Engineering,University of California,1972.
• [34] DUCAN J.M,CHANG C.Y.Nonlinear analysis of stress and strain in soils[J].Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division,1970,96(5):1629- 1653.
• [35] ALONSO EE,OLDECOP LA.Fundamentals of rockfill collapse[C]//Unsaturated soils for Asia,Proceedings of the Asian Conference on Unsaturated Soils.Rotterdam:A.A.Balkema,2000.
• [36] Soroush A,Aghaei A.Uncertainties in mechanical behavior of rockfills during first impounding of rockfill dams[C]// Proceedings of the 73rd Annual Meeting of ICOLD.Tehran:2005.
• [37] SABOYA JRF,BYRNE PM.Parameters for stress and deformation analysis of rockfill dams[J].Canadian Geotechnical Journal,1993,30(4):690- 701.
• [38] VARADARAJAN A,SHARMA KG,VENKATACHALAM K,et al.Testing and modeling two rockfill materials[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,2003,129(3):206- 217.
• [39] MAHINROOSTA R,ALIZADEH A.Simulation of collapse settlement in rockfill material due to saturation[J].Int.J.Civ.Eng,2012,10(2):93- 99.
• [40] MAHINROOSTA R.,OSHTAGHI V.,Effect of saturation on the shear strength and collapse settlement of gravelly material using direct shear test apparatus[J].Sharif J.Sci.Technol,2013,29(1):103- 114.
• [41] MAHINROOSTA R,ALIZADEH A,BEHROUZ GATMIRI.Simulation of collapse settlement of first filling in a high rockfill dam[J].Engineering Gelology,2015(187):32- 34.
• [42] 李广信.堆石料的湿化试验和数学模型[J].岩土工程学报,1990,12(5):58- 64.
• [43] 殷宗泽,费余绮,张金富.小浪底土坝坝料土的湿化变形试验研究[J].河海科技进展,1993,13(4):73- 76.
• [44] 程展林,左永振,丁红顺,等.堆石料湿化特性试验研究[J].岩土工程学报,2010,32(2):243- 247.
• [45] 左永振.粗粒料的蠕变和湿化试验研究[D].武汉:长江科学院,2008.
• [46] 左永振,丁红顺,赵娜.粗粒料三轴湿化研究的进展与展望[J].中国水运(理论版),2007,5(12):56- 57.
• [47] 朱俊高,MOHAMED,ALSAKRAN,等.某板岩粗粒料湿化特性三轴试验研究[J].岩土工程学报,2013,35(1):170- 174.
• [48] 保华富,屈知炯.粗粒料的湿化特性研究[J].成都:成都科技大学学报,1989,43(1):23- 30.
• [49] 傅华,韩华强,赵晓菊.堆石料湿化变形特性试验研究[J].水利与建筑工程学报,2010,8(4):50- 53.
• [50] 魏松,朱俊高.粗粒料三轴湿化颗粒破碎试验研究[J].岩石力学与工程学报,2006,25(6):1252- 1258.
• [51] 方绪顺.砂砾石料浸水变形特性研究及砂砾石坝蓄水变形的数值模拟[D].南京:河海大学,2005.
• [52] 柏树田,周晓光,晁华怡.软岩堆石料的物理力学性质[J].水力发电学报,2002(4):34- 44.
• [53] 张延亿,徐泽平,邓刚,等.堆石材料湿化特性的三轴试验研究[J].水力发电学报,2018,37(8):15- 21.
• [54] 张延亿.浸水湿化和水位升降条件下堆石材料变形特性研究[D].北京:中国水利水电科学研究院,2018.
• [55] ANTHINIACP,BONELLI S.Modelling saturation settlements in rockfill dams[J].Proceedings of the international symposium on new Trends and Guidelines on Dam Safety,1998,2(6):17- 19.
• [56] ORDEMIR I.Compression of alluvial deposits due to wetting[C]// Proceeding of the International Conference on SMFD,1985.
• [57] KASTK,BRAWNSJ.Influence of the extent of geological disintegration in the behavior of Rockfill[C]// Proceeding of the 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering,1985.
• [58] NOBARI E S,DUNCAN J M.Movement in dams due to reservoir filling[J].Performance of Earth and Earth Supported Structures,1973,1(1).
• [59] 钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算[M].北京:水利电力出版社,1996.
• [60] 迟世春,周雄雄.堆石料的湿化变形模型[J].岩土工程学报,2017,39(1):48- 55.
• [61] 左元明,张文茜,沈珠江.小浪底坝石料浸水变形研究[C]// 华东岩土学术大会.无锡,1990.
• [62] 李国英,刘玉年.砂石料浸水变形三维有限元分析[C]// 第三届全国青年岩土力学与工程会议.南京,1998.
• [63] 凤家骥,肖明,韩永兴.碧流河水库筑坝砂砾料湿化变形试验[C]//土的抗剪强度与本构关系学术讨论会,1985:366- 372.
• [64] 程展林,左永振,丁红顺,等.堆石料湿化特性试验研究[J].岩土工程学报,2010,32(2):243- 247.
• [65] 沈广军,殷宗泽.粗粒料浸水变形分析方法的改进[J].岩石力学与工程学报,2009,28(12):2437- 2444.
• [66] PINTO VEIGA.Prediction of Beliche dam behavior during reservoir filling[C]// Proceeding of the 11th international conference on SMFE,1985.
• [67] 沈珠江.土石坝应力应变分析中的若干问题[J].水利发电学报,1985(2):12- 21.
• [68] 朱俊高.心墙堆石坝应力路径三维有限元分析[J].重庆交通大学学报,2016,35(2):75- 79.
• [69] 施维成,朱俊高,代国忠,等.球应力和偏应力对粗粒土变形影响的真三轴试验研究[J].岩土工程学报,2015,37(5):776- 783.
• [70] 杨光,孙江龙,于玉贞,等.偏应力和球应力往返作用下粗粒料的变形特性[J].清华大学学报(自然科学版),2009(6):838- 841.
• [71] 张延亿,邓刚,温彦锋,等.球应力循环条件下堆石料变形特性的试验研究[J].水力发电学报,2018,37(3):106- 112.
• [72] 石北啸,蔡正银,陈生水.温度变化对堆石料变形影响的试验研究[J].岩土工程学报,2016,38(z2):299- 305.
• [73] 孙国亮,张丙印,张其光,等.不同环境条件下堆石料变形特性的试验研究[J].岩土力学,2010,31(5):1413- 1419.
• [74] 程展林.双江口水电站心墙堆石坝坝体长期变形特性及覆盖层特性试验研究报告[R].武汉:长江科学院,2009.
• [75] 周伟,李少林,马刚.基于大尺寸流变试验的高堆石坝长期变形预测[J].武汉大学学报(工学版),2012,45(4):414- 417.
• [76] 夏明锬.考虑尺寸效应的堆石料流变模型及其工程应用[D].武汉:武汉大学,2015.