高土石坝筑坝材料的力学特性及长期变形规律研究

袁 斌 （ 新疆兵团勘测设计院集团股份有限公司 ）

https://doi.org/10.37155/2717-5316-0704-9

Abstract

随着我国水电能源开发向西部高海拔、强地震区纵深推进，300米级超高土石坝的建设已成为重大战略 需求。高土石坝的安全稳定直接关系到下游人民生命财产安全和国家能源战略实施。筑坝材料作为高土石坝的物质基 础，其力学特性与长期变形行为是决定大坝安全服役性能的核心因素。本文系统梳理了高土石坝常用筑坝材料（堆石 料、反滤料、心墙土料等）的力学特性，重点分析了其非线性、剪胀/剪缩性、流变性及应力历史依赖性；深入探讨 了高土石坝在施工期、蓄水期及长期运行期的变形演化机制，特别是堆石料的流变变形对坝体长期沉降和心墙开裂风 险的影响；综述了当前用于描述筑坝材料力学行为的本构模型（如邓肯-张模型、南水双屈服面模型、考虑流变的弹 塑性模型等）及其适用性与局限性；最后，对高土石坝长期变形预测与安全评估的未来研究方向进行了展望。研究表 明，建立能真实反映筑坝材料复杂力学行为、特别是长期流变特性的精细化本构模型，并将其与多源监测数据深度融 合，是提升高土石坝全生命周期安全管控水平的关键。

Keywords

高土石坝；筑坝材料；力学特性；长期变形；流变；本构模型

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