堆石料流变的细观机理与粘弹塑性本构模型研究

项目名称： 堆石料流变的细观机理与粘弹塑性本构模型研究

项目编号： No.51379130

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 水利工程

项目作者： 陈生水

作者单位： 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

项目金额： 80万元

中文摘要： 大量原型观资料表明高土石坝运行期存在显著的后期变形，其机理是堆石料在环境因素作用下的劣化和高接触应力下的破碎。忽略颗粒劣化和破碎引起的流变会低估坝壳与防渗系统的变形量，并对高土石坝的长期安全性作出偏于危险的评价。本项目将针对筑坝堆石料开展蠕变与应力松弛试验，在此基础上建立以颗粒强度为参变量的弹塑性模型；研究分析典型高土石坝的长系列变形原型观测资料，提出颗粒强度参量随时间衰减的数学模型；耦合颗粒强度衰减模型与弹塑性模型，构建可合理反映堆石料流变过程的粘弹塑性本构模型。开发粘弹塑性有限元计算程序，研究300m级超高土石坝的流变特性；开发考虑强度衰减和颗粒破碎的离散元计算程序，对心墙坝和面板坝的流变过程进行细观模拟，揭示土石坝流变过程中接触力、接触方向等组构量的演化规律。本项目研究可深化对堆石坝流变机理的科学认识，为合理预测超高土石坝工程的长期应力变形特性提供理论支撑。

中文关键词： 土石坝；流变；本构模型；广义塑性；

英文摘要： Large amounts of prototype observations show that high earth-rock dams present considerable post-construction deformation. The underlying mechanism of this phenomenon is the degradation of the particle strength due to environmental changes and the particl

英文关键词： earth and rockfill dams；creep；constitutive model；generalized plasticity；