论文部分内容阅读
土石坝具有投资省、施工快以及对地质条件的适应范围广等优点,是国内外重点发展的坝型之一。近年来,土石坝的高度有了很大发展,正在实现150m级向300m级高坝的跨越。如双江口(312m)、两河口(293m)、糯扎渡(261.5m)等等。高土石坝多采用掺砾黏土料作防渗心墙。这种人工掺砾土料的级配宽,有相当的黏粒含量,小颗粒充分填充大颗粒孔隙,可获得很高的干密度,因而具有良好的防渗性,同时粗颗粒能够形成骨架,抗剪强度和弹性模量均较高,应用于高土石坝作心墙料,既起防渗作用,又与两侧坝壳料的强度变形特性相差不大,较好地承担荷载,改善心墙的应力状态,减少发生水力劈裂的可能性。高土石坝的坝壳料一般有向外变形的趋势,这会引起心墙应力减小,一旦发生地震心墙顶部容易出现动强度不足的问题,甚至产生裂缝,若继续加震将导致大坝顶部坝坡失稳等。心墙土料掺砾可以提高其地震动强度,但掺砾后心墙与坝壳刚度差别变小,在地震引起剪应力的分担上,掺砾土料心墙分担的比例比黏土心墙大。因此掺砾心墙的动强度能否满足要求需要进一步研究。本文采用GDS三轴仪进行了一系列饱和掺砾土料的静力和动力试验,研究了心墙顶部的掺砾土料在低围压下的动强度特性。本文的主要工作如下:(1)进行了静力三轴固结不排水试验,得到了掺砾料的应力—应变、孔压、有效应力路径曲线,求得其静强度指标。(2)进行了动力三轴试验,研究了掺砾土料的动力特性,得到了掺砾土料的动模量和阻尼比曲线及参数。(3)进行了动强度试验,得到如下规律:①相同围压作用下试样的动强度一般随固结应力比先增大后减小。②试样的掺砾比例增大可以提高其动强度,且随着围压的增大动强度提高愈显著。动摩擦角φd随掺砾比例提高而变大,但动粘聚力cd随掺砾比例提高而变小。掺砾比例变化引起其动力指标的变化与静力情况下的变化相似。③试样的动应变随振次N的变化与rc的大小有关,rc为动应力和土样的固结不排水强度之比。动应变随振次的变化曲线存在一个转折点,在转折点出现以前,应变随振次变化缓慢;转折点出现以后应变急剧增长。④通过3组不同固结比动强度试验,绘制出地震总应力抗剪强度线并求得地震总应力强度参数。