土石壩料的動力特性與敏感性分析

孫向東 何曉萌 鈕如嵩

1 動力計算方法

在循環(huán)荷載作用下，巖土材料的動應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系主要表現(xiàn)出非線性、滯后性和變形累積三方面的特征。巖土體動應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的研究是巖土材料動本構(gòu)關(guān)系研究中最基本的內(nèi)容。動力計算通常采用的有雙曲線，等效線性和彈塑性等動力本構(gòu)模型。

等效線性模型給出剪切模量和阻尼比隨動剪應(yīng)變變化而變化的關(guān)系曲線。第一次動力迭代時，根據(jù)各單元靜力計算結(jié)果計算出相應(yīng)的剪切模量和阻尼比，按線性分析方法求解運動方程。求解出地震時段中壩體各單元的剪應(yīng)變時程后，由于剪應(yīng)變是不斷變化的，為此假定一個等價的、恒定的剪應(yīng)變γeq來代替這一變化的時程，一般取

γeq= 0.65γmax

式中 0.65——轉(zhuǎn)換系數(shù)，帶有一定的經(jīng)驗性，一般都在0.55～0.75 之間；

γmax——單元剪應(yīng)變時程中的最大值。

然后，將各單元計算的等價剪應(yīng)變γeq同原來假定的γ1的數(shù)值相比較，若相差較大，則進行第2 次迭代。第2 次迭代即是用第1 次迭代求得的等價剪應(yīng)變γeq按照折減曲線重新計算剪切模量和阻尼比，再輸入模型進行計算，直至算得的各單元的等價剪應(yīng)變值與前一次剪應(yīng)變值相差不超過某一百分數(shù)（例如5%），或達到預(yù)先規(guī)定的迭代次數(shù)為止。

2 動力參數(shù)整理

本文搜集了大量的筑壩堆石料、瀝青心墻料和反濾料及壩基砂的動力試驗成果，整理了筑壩土石料的動剪切模量衰減曲線與阻尼比增長曲線的平均曲線和上下2 倍均方差曲線。參考的……