浇筑式沥青混凝土动本构特性试验及数值分析研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特另t1)Ju以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得新疆农业大学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生虢易逮砰帆聊年阳伽关于学位论文使用授权的说明本人完全了解新疆农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：新疆农业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档

2、，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。本人授权新疆农业大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：导师签名：挝衔时间：伽，严年f月fe日时间：砌垆年多月／。日筝赫万方数据浇筑式沥青混凝土动本构特性试验及数值分析研究摘要浇筑式沥青混凝土心墙坝具有施工方便快捷以及严寒条件下亦可施工等优点，应用越来越广。但我国是一个多地震的国家，地震活动分布范围较广，地震震源较浅，破坏力较大

3、。那么，在地震频发的地区建设浇筑式沥青混凝土心墙坝，其抗震性状究竟如何，是目前急需解决的问题。本文采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法。首先，从材料层面研究了浇筑式沥青混凝土材料的动本构特性；其次，从结构层面对浇筑式沥青混凝土心墙坝进行了静动力计算分析和抗震安全评价，探讨了不同厚度的覆盖层对心墙坝动力响应的影响规律；最后，在此基础上，对浇筑式沥青混凝土的静动力本构模型参数进行了敏感性分析。主要研究内容如下：(1)浇筑式沥青混凝土的动本构特性试验研究。选用新疆某浇筑式沥青混凝土材料，进行动本构特性试验。

4、研究浇筑式沥青混凝土材料的动应力．应变、动弹性模量和阻尼比的变化规律；在沥青用量为9．0％和11．0％的条件下，分别探讨不同围压、主应力比和频率对浇筑式沥青混凝土材料的动应力．应变、动弹性模量和阻尼比的影响。研究结果表明：浇筑式沥青混凝土材料动应力一应变骨干曲线变化基本符合双曲线规律；围压和主应力比对材料的动强度、动模量和阻尼比的影响较大，而频率影响较小；沥青用量由9．0％增加到11．0％时，动弹性模量降低幅度达到20％左右。(2)Hardin．Dmevich模型的改进及动力计算程序的编制。根据试验成果，对最

5、大动模量计算公式用于沥青混凝土时进行了改进，运用改进的公式计算值与试验值进行了对比验证。在此基础上，对Hardin．Dmevich模型进行了改进。以有限元软件ADINA为基础，基于改进的Hardin-Dmevich模型，编制了土石坝地震动力计算程序。在此程序的基础上，采用沈珠江残余变形增量模型，编制了土石坝永久变形计算程序，并用算例验证程序计算结果的正确性和适用性。万方数据(3)浇筑式沥青混凝土心墙坝动力计算及抗震安全评价。利用ADINA软件和编写的动力计算程序，针对坝高66m的新疆某浇筑式沥青混凝土心墙坝分

6、别进行静动力有限元计算分析；研究了浇筑式沥青混凝土心墙坝的静动力工作性状及变化规律，并对该心墙坝进行抗震安全评价；在此基础上，探讨不同厚度的覆盖层对心墙的影响规律。研究结果表明：1)坝体和心墙绝对加速度及位移的最大值分布规律均表现为从坝基到坝顶逐步增大，在坝项的附近达到极大值；当心墙沥青用量由9％增大到11％时，心墙的绝对加速度有明显减小。2)浇筑式沥青混凝土心墙坝顶中部及附近永久变形最为明显；心墙竖向永久变形发生在心墙顶的中部附近，最大变形为16．8cm，约占坝高的0．25％；当沥青用量增大到11％时，心墙

7、最大竖向永久变形增大到18．7cm；沥青心墙在地震中的竖向沉陷大于顺河向和横河向的变形，地震变形主要表现为震陷。心墙在两岸坝肩项部存在低压应力区，该部位是地震灾害工程中容易发生开裂的部位；过渡料层有潜在发生液化的可能性，但主要区域集中在上游过渡料层的顶部，因此基本不会对心墙坝带来危害。3)覆盖层厚度对心墙的绝对加速度和动位移影响较大，对心墙的动应力影响较小。(4)浇筑式沥青混凝土本构模型参数敏感性分析。以新疆某浇筑式沥青混凝土心墙坝为研究对象，分别采用单因素和多因素分析方法，对浇筑式沥青混凝土静动力本构模型参

8、数进行敏感性分析。在多因素分析方法中，分别采用了极差和方差分析方法对考察指标进行了分析，详细探讨浇筑式沥青混凝土本构模型参数对心墙静动力仿真计算结果的敏感性。根据静动力本构模型参数的敏感性分析可知，针对不同的试验指标，参数对试验指标的敏感性会有一定的差异。因此，要根据具体要求选择重要的试验指标，以关键试验指标的参数敏感性为基础，同时兼顾参数对其他试验指标的敏感性进行综合分析研究。关键词：浇筑式沥青混