粗粒料縮尺效應的試驗研究進展

吳鑫磊，徐衛衛，劉賽朝，常偉坤，石北嘯，

(1.河北工程大學 水利水電學院，河北 邯鄲 056021；2.南京水利科學研究院 巖土工程研究所，江蘇 南京 210029)

土石壩因具有施工簡單、取材方便、造價較低、適應性強、抗震能力高等優點，是國內外采用最多的一種壩形。近年來由于施工機械設備的升級、土石壩物理力學性質研究的深入以及對土石壩設計要求的不斷提高，我國在建和擬建的土石壩高度已達到200 m甚至300 m，如糯扎渡(最大壩高261.5 m)、古水(最大壩高240.0 m)、如美(最大壩高315.0 m)、松塔(最大壩高315.0 m)等。由于壩高的不斷增加，原有筑壩技術的局限性逐步展現出來，如鋪料的厚度及分層、不同分區連接處的處理等，使得以往中、低土石壩的研究成果不能完全運用到高土石壩當中。因此，對于高土石壩強度變形特性的研究提出了更高的要求。

在當前土石壩施工水平下，筑壩粗粒料粒徑可達1000 mm，若以原粗粒料進行試驗來探究其物理力學性質，則需要建立能夠盛放試件高度約為10 m的超大型試驗儀器，現有條件下很難達到這種要求。因此，大多學者選擇采用相似模擬的方法對原粗粒料進行縮尺，通過研究縮尺后粗粒料的性質來推求原粗粒料的特性。然而這種縮尺行為就不可避免的改變了原粗粒料的性質，導致縮尺前后的物理力學特性發生明顯差異，產生縮尺效應。

為對粗粒料縮尺效應有全面的認識，本文通過整理前人對縮尺效應的研究成果，總結了由縮尺引起的粗粒料在密實度和力學變形特性兩方面的變化規律，并對其產生變化的原因進行分析闡述，指出目前存在問題，為今后縮尺效應的研究提供支持。……