基于颗粒破裂细观模拟的堆石料后期变形机理及本构模型研究

堆石坝观测资料显示，竣工蓄水后坝体产生的后期变形可持续几年、十几年甚至更长。后期变形一般为坝高的0.1%，最大达3.8%。堆石坝后期变形恶化了心墙或面板的应力变形性状，导致心墙发生水力劈裂或面板裂缝，直接危及大坝安全。现有知识还不能合理解释后期变形机理及各种实际观测现象。.申请本项目拟将室内流变试验、堆石料细观力学数值模拟以及原型观测资料反馈分析结合起来，根据岩石裂缝扩展、破碎具有时间效应的特点，采用细观力学方法模拟筑坝堆石料受力变形中不断进行的颗粒裂缝扩展-破碎-重排-应力调整过程，研究实际坝料应力路径下不同岩石含水率足尺堆石料的流变变形规律，建立足尺堆石料流变模型。并结合工程观测资料的反馈分析，确定流变力学模型参数。研究成果可揭示堆石料流变变形机理，建立堆石料流变力学计算模型，提升我国300m级高土石坝设计和建设水平，具有广泛的工程应用背景和重要的学术创新意义。