[發(fā)明專利]一種現(xiàn)場原級配堆石料力學(xué)參數(shù)推測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110467299.1
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113204870B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湛正剛;韓朝軍;程瑞林;苗君;慕洪友;蔡大詠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 貴州派騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 52114
• 代理人: 宋妍麗

本發(fā)明提供了一種現(xiàn)場原級配堆石料力學(xué)參數(shù)推測方法，包括如下步驟：獲取比例因子：基于已建或在建工程原型觀測資料的反演分析，通過工程經(jīng)驗(yàn)類比法，獲得影響力學(xué)參數(shù)的縮尺效應(yīng)比例因子；估算影響：以鄧肯—張E?B模型為基礎(chǔ)，近似估算縮尺效應(yīng)對計(jì)算參數(shù)的影響；等比計(jì)算：根據(jù)估算的縮尺效應(yīng)比例因子和試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整反算，得到原級配堆石料力學(xué)參數(shù)。本發(fā)明為不具備開展專門縮尺效應(yīng)研究的中小型工程提供了一種行之有效的原級配堆石料力學(xué)參數(shù)獲取方法，同時也為大型乃至巨型工程縮尺效應(yīng)研究提供了一種新思路新方法；所述的方法簡單，理論技術(shù)可行，易于理解操作，方便在工程中推廣應(yīng)用，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場原級配堆石料力學(xué)參數(shù)推測方法。

背景技術(shù)

堆石壩又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅危瑝螝ざ咽献畲罅揭话銥?0～80cm。隨著現(xiàn)代重型沖擊碾在工程中的推廣應(yīng)用，例如洪家渡、水布埡、董箐等水電站碾壓上壩的粗堆石料最大粒徑達(dá)到了120cm。堆石料室內(nèi)三軸試驗(yàn)是高壩工程材料設(shè)計(jì)、壩體變形預(yù)測與控制的核心。然而，室內(nèi)大型三軸試驗(yàn)的直徑僅為300mm、高度600～750mm，允許試驗(yàn)最大粒徑僅為60mm，堆石料室內(nèi)試驗(yàn)粒徑遠(yuǎn)小于現(xiàn)場原級配堆石料，由此帶來二者之間模型參數(shù)及力學(xué)性質(zhì)的較大差異，稱之為“縮尺效應(yīng)”。

近幾十年來，關(guān)于堆石料縮尺效應(yīng)，國內(nèi)外開展大量研究。基于多尺度室內(nèi)超大尺寸三軸試驗(yàn)(φ80～100cm)、數(shù)值試驗(yàn)(φ30cm、400cm)等先進(jìn)技術(shù)，由于試驗(yàn)條件復(fù)雜且成本高，僅在少數(shù)巨型工程中應(yīng)用。另一方面，已有研究多側(cè)重于揭示縮尺效應(yīng)的機(jī)理及參數(shù)規(guī)律，至今未形成一套行之有效的現(xiàn)場原級配料力學(xué)參數(shù)確定方法，且受現(xiàn)有技術(shù)的局限性，無法推廣至任意本構(gòu)模型，工程實(shí)用性不強(qiáng)，難以滿足大多數(shù)工程建設(shè)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種現(xiàn)場原級配堆石料力學(xué)參數(shù)推測方法，該現(xiàn)場原級配堆石料力學(xué)參數(shù)推測方法解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下獲取原級配堆石料力學(xué)參數(shù)困難的問題，可在大多數(shù)工程中推廣應(yīng)用，提高堆石壩變形預(yù)測精度，同時也為筑壩堆石料縮尺效應(yīng)研究提供一種可行的技術(shù)方法，方便多角度開展科學(xué)研究，推動堆石壩筑壩技術(shù)發(fā)展。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種現(xiàn)場原級配堆石料力學(xué)參數(shù)推測方法，包括如下步驟：

獲取比例因子：基于已建或在建工程原型觀測資料的反演分析，通過工程經(jīng)驗(yàn)類比法，獲得影響力學(xué)參數(shù)的縮尺效應(yīng)比例因子；

估算影響：以鄧肯—張E-B模型為基礎(chǔ)，近似估算縮尺效應(yīng)對計(jì)算參數(shù)的影響；

等比計(jì)算：根據(jù)估算的縮尺效應(yīng)比例因子和試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)反算，得到原級配堆石料力學(xué)參數(shù)。

所述步驟估算影響中，計(jì)算參數(shù)選取K、n、K_b、m為代表，其中，K為切線彈性模量數(shù)，n為切線彈性模量指數(shù)，K_b為切線體積模量數(shù)，m為切線體積模量指數(shù)。

所述縮尺效應(yīng)比例因子為，目標(biāo)工程現(xiàn)場原級配料參數(shù)與室內(nèi)三軸試驗(yàn)參數(shù)的關(guān)系。

所述參數(shù)反算為，將計(jì)算參數(shù)分別擬合每一組圍壓并繪制應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。

所述縮尺效應(yīng)比例因子通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算后取平均值得到。

所述原級配堆石料力學(xué)參數(shù)包括原級配堆石料偏應(yīng)力和軸向應(yīng)變的關(guān)系曲線、軸向應(yīng)變和體積應(yīng)變的關(guān)系曲線。

所述等比計(jì)算步驟中，采用相同圍壓條件進(jìn)行計(jì)算。

應(yīng)用于以沈珠江彈塑性模型、清華K-G模型、廣義塑性模型為基礎(chǔ)的本構(gòu)模型參數(shù)獲取。