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胶凝砂砾石本构特性试验研究

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摘要

随着中国新一轮水电开发热潮的兴起,大量水利、水电工程相继开工,其中不少采用堆石坝坝型.堆石坝以及围堰工程采用散粒堆石体碾压施工,具有成本较低、施工方便的特点,但由于散粒堆石体摩擦角较小且无黏聚力或黏聚力很小,随着围堰的增高,坝体(围堰)断面将不断加大,不仅耗费大量的人力、物力和财力,还会延长工期.如果能提高散粒体的黏聚力和摩擦角,则会在减小结构断面尺寸的同时大幅降低工程成本.虽然碾压混凝土具有施工便捷,材料强度高的特点,但碾压混凝土作为一种低水灰比混凝土材料,胶体材料比例相对仍然较大,成本偏高.显然,仅添加微量胶体材料且不改变施工工艺就能改善散粒堆石体的力学指标是最理想的选择.然而,散粒堆石体填充微量胶体材料后效果如何,目前还缺乏相关研究成果.本文通过开展大型三轴剪切试验,得到了这种新材料的受力变形规律,根据大型三轴试验成果，尝试建立了胶凝砂砾石两阶段本构模型，解决了材料强度破坏前后的大变形描述问题。在破坏强度前，建立了双模量改进K-G模型;在破坏强度后，通过数据挖掘建立了非线性软化模型。本文所建本构模型较好的解决了胶凝砂砾石在剪切破坏前后的大变形模拟问题，可满足胶凝砂砾石坝体应力、应变仿真分析需求。

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