摘要
近年来随着我国水利工程的迅猛发展，堆石混凝土（Rock-Filled Concrete，RFC）筑坝技术也得到了广泛的推广应用。作为一种新型的大体积混凝土施工技术，堆石混凝土的基本组成包括由大粒径石块堆积形成的传力骨架和由自密实混凝土（Self-Compacting Concrete， SCC）填充形成的基体两部分，其独特的施工方式也使得堆石混凝土在受力特性上区别于普通混凝土。堆石混凝土进行力学性能测试时，需制备大尺寸试件表征内部大粒径石块的分布状态。在研究堆石混凝土尺寸效应时，往往需要更大尺寸的试件进行对比测试，由于实验条件的限制，研究较为困难。目前，相比于岩石和普通混凝土，堆石混凝土的尺寸效应研究尚有待进一步深入。在实际工程中，堆石混凝土的骨料粒径往往在30cm到100cm之间随机分布，近年来部分工程中使用的骨料粒径已经超过100cm，我们无从得知骨料粒径对堆石混凝土力学特性的影响是否显著。针对试件尺寸、骨料粒径、堆石率等因素对堆石混凝土力学性能的影响，本文主要研究完成以下内容： （1）基于真实破坏过程分析（Realistic Failure Process Analysis，RFPA）方法，在获得材料统计参数的基础上，建立不同尺寸的堆石混凝土数值模型，通过模拟实验得出相应的尺寸效应规律。 （2）对不同骨料粒径的堆石混凝土进行单轴压缩试验，研究骨料粒径对堆石混凝土力学性能和破坏形态的影响。结果表明，骨料粒径对堆石混凝土的抗压强度存在抑制作用，骨料粒径越大，抗压强度越小，且减小的趋势逐渐降低；堆石混凝土的弹性模量近乎等于自密实混凝土与岩石的弹性模量根据体积分数的加权平均值，骨料粒径对弹性模量的影响不显著。 （3）对堆石混凝土进行三维特征重构，建立具有宏观结构的数值模型。对模型进行单轴压缩数值模拟，分析岩石形状、岩石空间分布以及堆石率对堆石混凝土力学性能和破坏形态的影响。结果表明随着堆石率的增加，堆石混凝土的抗压强度有明显的提高趋势；在堆石率差别较小时，岩石的形状和空间分布状态对强度的影响将体现出来；在堆石率差别较大时，岩石形状和岩石空间分布等因素对强度的影响受到弱化，堆石率将作为影响抗压强度的主要因素。
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