依据原位试验反演土体本构模型参数的方法研究

Based on laboratory and in-situ tests,combining the numerical simulation technique with the intelligence optimization techinque,a back analysis method for determining constitutive model parameters of overburden layer and dam materials of large particle size is to be developed,which includes :1)determining constitutive model parameters of overburden layer according to the pressure-displacement curve of the pressuremeter test;and 2) determining the constitutive model parameters of the dam materials of large particle size according to the pressure-displacement curve of the load test..The advantages of this method is able to consider the in-situ soil structure, density and the effect of particle gradation, so it is effective for determine the constitutive model parameters of overburden layer and dam materials of large particle size reasonably,and can provide more reliable basis for the design of earth-rockfill dam engineering.

内容: 探索联合室内和现场试验，采用数值方法和智能优化理论，综合反演确定覆盖层土体和大粒径坝料本构模型参数的方法。包括依据现场旁压试验曲线反演确定覆盖层土体本构模型参数的方法，以及依据现场碾压层大型载荷试验曲线反演确定大粒径坝料本构模型参数的方法。 .意义：为考虑原位土体结构性、密度及颗粒级配效应的影响，合理确定覆盖层及大粒径坝料.的工程力学特性和本构模型参数开辟新的途径，为土石坝工程设计提供更可靠的依据。

随着我国国民经济建设的发展和西部大开发战略的实施，涉及覆盖层地基的堆石坝工程建设项目越来越多，规模越来越大，特别是位于西南西北等地区的水利水电工程大多建在深厚覆盖层地基上且位于高地震烈度区。由于覆盖层土体的原位结构效应以及筑坝堆石料性质的尺寸效应，单纯依靠室内模拟试验难以可靠确定覆盖层土体和筑坝堆石料的工程力学特性，且传统的依靠覆盖层地基和土石坝原型位移观测信息反分析获得覆盖层地基土体和筑坝堆石料本构模型参数，滞后于工程建设，因此，来不及应用于指导当前的工程设计。. 本项目主要探索了联合室内和现场试验，采用数值方法和智能优化理论，综合反演确定覆盖层土体和大粒径坝料本构模型参数的方法。包括依据现场旁压试验曲线反演确定覆盖层土体本构模型参数的方法，以及依据现场碾压层大型载荷试验曲线反演确定大粒径坝料本构模型参数的方法。通过本项目的开展，研究提出并建立了通过设计阶段开展覆盖层地基原位旁压试验获得覆盖层地基的变形观测信息进行反分析，从而在设计阶段考虑原位结构效应确定覆盖层地基土体本构模型参数的方法；通过结合设计阶段筑坝堆石料现场碾压试验开展现场大型载荷试验，获取筑坝堆石料的变形观测信息进行反分析，从而在设计阶段考虑尺寸效应确定原级配筑坝堆石料的本构模型参数方法，并开发了相应的程序。. 项目研究成果为在设计阶段考虑原位土体结构性和尺寸效应的影响，合理确定覆盖层地基土体和原级配筑坝堆石料的工程力学特性和本构模型参数开辟了新的途径，能够为土石坝工程设计提供更可靠的依据。