学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

胶凝砂砾石材料物理力学性能研究及有限元分析

作　者: 刘录录
导　师: 何建新
学　校: 新疆农业大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 胶凝砂砾石配合比力学性能三轴试验有限元分析
分类号: TU521
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 55次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

胶凝砂砾石坝简称CSG坝，筑坝材料是在砂砾石料中掺入一定量的胶凝材料和水简易拌合而成的胶凝砂砾石材料，这种材料具有取材广、成本低等诸多优点；坝型设计的基本剖面是上下游对称的等腰梯形，坡比取值范围在1:0.5～1:1之间，坝体依靠上游面板防渗，兼有混凝土面板堆石坝和混凝土重力坝两种坝型的优点，具有很好的安全可靠性和经济性，同时也被称为“无污染坝”，具有很好的竞争力和应用前景。本文在总结国内外研究成果的基础上，对胶凝砂砾石材料的相关物理力学性能试验及有限元分析较系统的研究，得到以下结论：（1）通过三因素五水平正交试验，采用极差分析和投影寻踪回归分析，得到胶凝砂砾石材料抗压强度的影响权重为胶凝用量、水胶比和细料含量；胶凝用量越大，材料的抗压强度越大，最佳水胶比为1.2，细料含量在25%～30%时，材料的抗压强度最大；最优配合比为胶凝用量60kg/m3、细料含量30%、水胶比1.2。（2）通过龄期、含泥量和尺寸效应试验得到，胶凝砂砾石材料的抗压强度随着龄期的延长而增大，随着含泥量的增加而减小，当含泥量大于5%时，抗压强度减小较明显；试件尺寸为250mm、最大粒径为80mm的抗压强度小于试件尺寸为150mm、最大粒径为40mm的抗压强度。（3）针对最优配合比进行试验研究得到材料的泊松比为0.21，单轴抗压强度为1.43MPa，弹性模量为7133MPa，渗透系数在10-4数量级，介于混凝土与砂砾石材料之间，其力学性能更接近混凝土。（4）通过三轴试验得到了材料的应力应变曲线存在线性、非线性直至软化三个阶段，材料的强度受围压的影响较明显，随着围压的增大，材料的破坏强度也随之增大；在体应变与轴应变关系曲线中存在先剪缩后剪胀的特征；材料的粘聚力和内摩擦角随材料的应力状态变化而变化，且具有较大的抗剪强度。（5）拟定三种不同坡比，采用ABAQUS对胶凝砂砾石坝进行二维有限元分析，计算得到大坝在竣工期和满蓄期的位移、应力、应变及应力水平的变化规律，即均随着坡比的增大而增大；并着重分析了坡比为1:0.65坝体应力应变的大小及分布，对比分析了胶凝砂砾石坝的优势，为工程设计提供参考依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
第1章绪论  6-17
  1.1 研究目的及意义  6-7
  1.2 胶凝砂砾石坝的特点  7-8
  1.3 胶凝砂砾石坝的发展  8-12
  1.4 国内外研究现状  12-16
  1.5 本文主要的研究内容  16-17
第2章胶凝砂砾石材料配合比设计及优选  17-33
  2.1 原材料及试验设计  17-20
  2.2 试验结果及分析  20-26
  2.3 配合比优选  26-27
  2.4 其它因素对胶凝砂砾石材料抗压强度的影响  27-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章胶凝砂砾石材料物理力学性能研究  33-49
  3.1 泊松比试验  33-34
  3.2 圆柱体轴心抗压强度与静力抗压弹性模量试验  34-37
  3.3 三轴试验  37-44
  3.4 渗透试验  44-47
  3.5 本章小结  47-49
第4章有限元分析研究  49-61
  4.1 ABAQUS 软件介绍  49-50
  4.2 本构模型及材料参数的确定  50-52
  4.3 计算成果与分析  52-60
  4.4 本章小结  60-61
第5章总结与展望  61-64
  5.1 总结  61-62
  5.2 主要创新点  62
  5.3 展望  62-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
作者简介  68

胶凝砂砾石材料物理力学性能研究及有限元分析

内容摘要

全文目录

相似论文