1.一種基于分形理論與物理力學(xué)試驗的土石料級配優(yōu)化方法,其特征在于,包括以下的步驟:
(1)選取工程應(yīng)用范圍不同粒度分形維數(shù)D的土石料級配,確定不同粒徑區(qū)間土石料的配置重量并進行配料;
(2)建立土石料粒度分形維數(shù)D與極值干密度之間的關(guān)系:采用現(xiàn)場密度桶法、現(xiàn)場能量法或室內(nèi)相對密度試驗方法,測定最大干密度或最小孔隙率,根據(jù)松鋪條件測定最小干密度,確定土石料的粒度分形維數(shù)D與極值干密度ρ或孔隙率之間的關(guān)系,并確定極值干密度或孔隙率對應(yīng)的粒度分形維數(shù)即臨界分形維數(shù)值;
(3)建立土石料粒度分形維數(shù)D與壓縮模量之間的關(guān)系:按相同相對密度標準進行制樣,進行現(xiàn)場或室內(nèi)大型壓縮試驗,確定土石料粒度分形維數(shù)D與壓縮模量之間的關(guān)系;
(4)建立土石料的粒度分形維數(shù)D與破壞強度之間的關(guān)系:按相同相對密度標準進行制樣,選取不同圍壓條件對試樣進行大型三軸試驗,記錄土石料試樣的剪切破壞應(yīng)力最大壓縮體積變形,確定土石料的粒度分形維數(shù)D與破壞強度之間的關(guān)系;
(5)利用第(1)、第(2)步驟試驗結(jié)果,得到土石料粒度分形維數(shù)D所對應(yīng)級配在不同相對密度條件下的干密度值,根據(jù)土石料的孔隙率和相對密度的填筑質(zhì)量雙控指標,以及土石料粒度分形維數(shù)不大于臨界分形維數(shù)的條件,初步確定土石料的級配范圍;
(6)在第(5)步驟的基礎(chǔ)上,設(shè)定土石料的壓縮模量與破壞強度指標,通過第(3)、第(4)步驟試驗結(jié)果,得到相應(yīng)的土石料粒度分形維數(shù)D所對應(yīng)的級配壓縮模量和破壞強度的關(guān)系曲線,根據(jù)第(5)步驟初步確定的級配范圍,選取同時滿足級配壓縮模量和破壞強度指標要求的級配范圍,作為滿足工程要求優(yōu)化的目標級配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論與物理力學(xué)試驗的土石料級配優(yōu)化方法,其特征是,上述步驟(1)中,確定不同粒徑區(qū)間土石料配重的公式為:
式中為指定粒組的平均粒徑,為研究級配的最大控制粒徑,W/W0為指定粒組的重量與總重量之比,δ為顆粒直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論與物理力學(xué)試驗的土石料級配優(yōu)化方法,其特征是,上述步驟(3)中,確定土石料粒度分形維數(shù)D與壓縮模量之間的關(guān)系的具體步驟為:
(3‐1)進行不同粒徑區(qū)間土石料的配重,并按相同相對密度標準進行制樣;
(3‐2)根據(jù)DL/T5356‐2006規(guī)范或相關(guān)規(guī)程要求,進行大型壓縮試驗,要求模擬低壩到300m級特高壩的工作壓力范圍,試驗壓力由0.0MPa分級連續(xù)加載到6.4MPa,每組級配重復(fù)試驗1次,取兩組試驗平均值,計算壓縮模量,以減小試驗結(jié)果的離散性;
(3‐3)根據(jù)試驗結(jié)果,整理土石料的粒度分形維數(shù)D與同一應(yīng)力區(qū)間的壓縮模量之間關(guān)系曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分形理論與物理力學(xué)試驗的土石料級配優(yōu)化方法,其特征是,上述步驟(4)中,確定土石料的粒度分形維數(shù)D與破壞強度之間的關(guān)系的具體步驟為:
(4‐1)進行不同粒徑區(qū)間土石料的配重,并按相同相對密度標準進行制樣;
(4-2)選取不同圍壓條件,根據(jù)DL/T5356-2006規(guī)范或相關(guān)規(guī)程要求,對試樣進行大型三軸試驗,記錄土石料試樣的剪切破壞應(yīng)力;
(4‐3)根據(jù)試驗結(jié)果,整理土石料的粒度分形維數(shù)D與相同圍壓條件下的破壞應(yīng)力之間的關(guān)系曲線。