原级配碾压混凝土多轴静动力学性能的研究

针对碾压混凝土重力坝和拱坝等坝体真实的工作受力状况，对实际工程所用原级配碾压混凝土材料成型的二、三级配本体、分层处理和分层不处理试件，进行单轴拉压、直剪、压剪、拉剪以及三轴拉压剪、压压剪的多轴静态强度和变形试验研究。比较不同应力状态对本体和含层面试件的抗剪强度和变形特性的影响，给出碾压混凝土在复杂应力状态下的多轴强度破坏准则和本构模型。考虑到地震荷载作用下大型碾压混凝土结构响应的特点，对含层面碾压混凝土进行多轴动态压、剪试验，系统研究应变速率对碾压混凝土强度及变形特性的影响，在对静态本构模型改进的基础上，给出碾压混凝土多轴静动弹塑性损伤本构模型。利用所建立的静动态强度准则和本构模型，应用有限元方法对施工期和运行期的碾压混凝土高坝进行温度和应力的仿真分析，建立便于工程应用、且偏于安全的设计理论，进一步的，建立针对含层面碾压混凝土高坝地震损伤和超载潜力的评估方法。

摘要：针对碾压混凝土重力坝和拱坝等坝体真实的工作受力状况，对实际工程所用原级配碾压混凝土材料成型的二、三级配本体、分层处理和分层不处理试件，进行了单轴拉压、直剪、压剪、拉剪以及三轴拉压剪、压压剪的多轴静态强度和变形试验研究。比较不同应力状态对本体和含层面试件的抗剪强度和变形特性的影响，给出碾压混凝土在复杂应力状态下的多轴强度破坏准则。考虑到地震作用下大型碾压混凝土结构响应的特点，对不同级配的碾压混凝土含层面试件和本体试件进行了单轴动态拉压、动态直剪、双轴动态压剪、拉剪以及双轴拉压和双轴压试验，系统研究了加载速率对碾压混凝土强度及变形特性的影响。在对静态本构模型改进的基础上，给出了碾压混凝土的动态剪切粘塑性本构模型。利用所建立的静动态强度准则和本构模型，证实了本项目基于试验数据所建立的理论模型可以应用于工程实际。