目前我國已建成一批特高混凝土壩并已完成蓄水。在進入初期的運行過程中,對監測資料的分析時發現,蓄水完成后水位的改變對壩體變形的影響較大,但是利用傳統數值分析方法反演得到的結果與監測結果并不一致。經過分析發現出現上述問題的主要原因是傳統的滲流荷載分析方法并不適用于大體積混凝土結構。針對上述問題,本文從滲流場中孔隙介質體的應力應變關系式出發,結合混凝土結構的細觀孔隙特征和孔隙水壓力的形成過程,探索孔隙水壓力對混凝土結構變形影響的機理,從而確定混凝土的有效孔隙水壓力系數取值規律。進一步引入有效孔隙水壓力系數值,利用孔隙水壓力初應變法分析滲流場中混凝土的變形規律,為數值反演水文地質條件改變時引起混凝土結構變形的分析提供一種合理數值分析方法。具體內容為:(1)通過分析滲流場中孔隙結構體的應力應變關系式,確定孔隙水壓力對結構體變形的影響程度可通過有效孔隙水壓力系數表征。并且驗證得到有效孔隙水壓力系數的取值為1減去宏觀體積模量與基質體積模量的比值。基于上述結果結合理論分析、數值試驗、室內試驗分析了孔隙率、孔隙形狀與有效孔隙水壓力系數值的關系曲線。(2)將有效孔隙水壓力系數和孔隙水壓力相結合作為初應變引... 

【文章來源】：中國水利水電科學研究院北京市

【文章頁數】：146 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２有效應力原理??公式（１）中有效孔隙水壓力系數的取值對于孔隙結構體應力狀態和變形的計算非常??

?量的微觀孔隙及裂縫。固體介質體中包含著各種大小及形狀的孔隙，孔與孔間會有微裂??縫連通［１４８］，如圖２－２所示。在不同的掃描尺度下，均可以看到有孔隙和裂縫存在，形狀??各異，在部分孔洞的周圍存在較多微小孔或者裂隙，這些尺寸較小的微孔及裂縫對混凝??土的影響比較大，同時也影響水壓力的傳遞，因此就會影響到孔隙水壓力的大小及形成??過程。??圖２－２混凝土的微觀結構掃描??根據上述描述可知，混凝土中孔隙分布及形狀均具有隨機性。己有研究表明混凝土??中的孔隙率、孔隙形狀及孔隙分布均影響戶的取值。混凝土的孔隙率通常為〇．１〇左右，??并且其孔隙均勻的分布于混凝土內部，可以認為孔隙間距對有效孔隙水壓力系數的影響??較小，因此可以只考慮孔隙率、孔隙形狀對Ｐ的影響［５４＇５６’６５－６７１，所涉及到的理論依據將??在下文中詳細闡述。??針對混凝土結構體的有效孔隙水壓力系數求解，需要非常重視的一個問題是：混凝??土在形成以后

??＼?Ｉ?ａ－??圖３－４不同孔隙率的孔隙結構（孔隙率分別為０．?０４８和０．?１８）??為驗證理論公式的適用性及合理性，本文以方形孔隙及圓形孔隙為例，說明＃值與??孔隙之間的關系，其中利用方形孔隙時，ｍ值取為１／６。將各參數依次代入公式中即可??得到只有孔隙率與＃值的關系式，同時應用數值試驗法求出不同孔隙率下的Ａ值。本文??通過將不同孔隙率下的數值試驗結果、方形孔隙理論公式的計算結果［１５５］、實驗數據［３（）］??和Ｇａｒｂｏｃｚｉｄｅ數值模擬數據［？＇圓形孔隙理論公式（３－１１）的計算結果繪成如圖３－５所示：??１００?？?？實驗數據??＼?＋數值模擬??０．９０?－??方形孔隙公式??－Ｗ—Ｇａｒｂｏｃｚｉ?數值計算??〇＇８０?？圓形孔隙??愛。？??０．５０?■??０．４０?＿?Ｉ?Ｉ?Ｉ?－?Ｉ?Ｉ?Ｉ??０．００?０．０５?０．１０?０．１５?０．２０?０．２５?０．３０??孔隙率《??圖３－５孔隙率與Ａ值的關系??首先分析公式可以看出，當孔隙率趨于１時，有效體積模量趨于零，但是實際上并??非如此，當孔隙率在不斷增大時，有效體積的上述計算結果會與實際結果出現偏離。當??３５??


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