浇筑式沥青混凝土心墙 坝心墙性态 的有限元分析 王 相 峰 ，唐 新 军 ，胡 小 虎 (新疆农业大学 水利 与土木工程学院 ，新疆 乌鲁木齐 830052) 摘要 ：采用邓肯 一张模型 对浇筑式沥青 混凝 土心墙 坝的应 力与 变形进 行有限元计 算 ，得 到 了浇筑 式沥青混凝 土心墙的温度和 沥青 用量对不 同坝 高情况 下心墙工作性 态的影响 。发现 在坝 高较低 时 ，心墙 温度 、沥青用量 对心墙 工作性 态的影响很 小；在 高坝情 况下 ，心墙温度 、沥青用量对 心墙位移 的影响较 小，但 对心墙 应力极值 和 应 力水 平 极 值 的影 响 则较 为 明显 。 另外 ，通过 对 不 同覆 盖 层 厚 度 下 心 墙 工 作 状 态 的 分 析 ，发 现 当覆 盖 层 厚 度 较 大 时 ，浇 筑 式 沥 青 混 凝 土 心墙 的位 移及 应 力 水 平 极值 明 显 大 于 碾 压 式 沥 青 混 凝 土 心 墙 。 关 键 词 ：心墙 ；沥青 用量 ；温度 ；覆盖层厚度 ；浇筑式沥青混凝土 中 图 法分 类 号 ：TV314 文 献 标 志 码 ：A 已有 的试验研 究 和 工 程 实践 表 明 ，与 碾 压 式 沥青 混凝 土相 比 ，浇 筑式 沥青混 凝土 的沥 青用量 较 高 ，具有 较高 的密 实 度 、不 透 水 性 和耐 久 性 ，能 适 应 较 大 的 变 形，同时，还具有施工速度快 、在寒冷地 区可全年施工 的特点 。本 文结 合新疆 某 浇筑式 沥青 混 凝土 心墙 坝 的建 设 ，分析 和探讨 沥青 用量 、心墙 温度 、坝 高 、覆 盖 层厚 度等 因素对 浇筑 式沥青 混凝 土心 墙坝 心墙 工作性 态 的影响 ，以期 为这 种坝 型的建 设提 供参 考 。 1 材料本构模型 在沥 青混凝 土 心墙 坝 非 线 性计 算 分 析 中 ，国 内使 用较 多 的材料本 构模 型是 邓肯 一张模 型 。邓肯 一张模 型具 有参 数 的物理 意 义明确 、试 验参 数容 易获 得 、应 用 经验 丰富 、成果 易于 比较 等特点 ，在 实际工 程 中 已经 得 到广 泛应 用 。 本文 根据新 疆某 浇筑 式 沥青混凝 土 心墙土 石坝 的 设计 方案 ，以天然砂 砾石 作 粗 、细 骨料 、以 P．042．5水 泥作 填料 ，采 用新 疆 克 拉 玛 依 70号 (A级 )道 路 石 油 沥青 ，按 不 同 沥 青 用 量 (9．0％ ，10．0％ ，11．0％ ， 12．0％ )配 制 浇 筑 式 沥青 混 凝 土 试 件 ，并 在 不 同 温 度 (5℃ ，10％ ，15cc)条件 下 进 行 三 轴 试 验 ，得 到 不 同沥 青用 量 与不 同温度 条件 下 ，浇筑 式 沥 青 混 凝 土 的应 力 应变 关 系试验 曲线 ，并根 据三 轴 试 验 得 到 的邓 肯 一张 模 型参 数 ，绘 制 出 邓 肯 一张 模 型 拟 合 曲线 ，见 图 1、2。 从 图可 以看 出 ，在试 验条 件下 ，浇筑 式沥青 混凝 土 的应 力应 变 曲线呈 应力硬 化形 态 ，双 曲线 段 范围较 大 ，邓 肯 一 张模 型拟合 曲线 与试 验 曲线 总 体 吻 合较 好 ，并 随着 沥青 用量 的增 加 、温 度 的升高 ，邓肯 一张模 型拟合 曲线 与试 验 曲线趋 于接 近 。 因此 ，对 于沥 青 用 量 较 大 的 浇 筑式 沥青 混凝 土 ，在较低 围压情 况 下 ，采 用邓 肯 一张模 型进 行模 拟计 算分 析是 可行 的

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