土石料地震残余变形的大小是评价土石坝抗震安全稳定的重要评价因素,因此研究土石料在振动荷载下的残余变形有十分重要的理论意义和工程价值。本文通过对加筋土石料地震残余变形特性的研究,来研究和探讨加筋土作为土石坝抗震加固措施和变形控制手段的有效性,并建立了加筋土地震残余变形模型。（1）开展了大型动力三轴试验,研究和验证了加筋土地震残余变形特性和变形抑制效果。通过改变不同围压力、固结比和动应力条件,探究加筋土与不加筋土（指对应的不加筋土,下同）的残余变形特性。比较加筋土在不同条件下的加筋效果,为工程应用提供解决方案的参考依据。试验结果显示,在相同的固结比、围压力和动剪应力比的条件下,加筋土的轴向残余变形和体积残余变形均有不同程度的减小。轴向残余变形平均减小量达到不加筋土变形的40%-50%,最高可以达到60%,体积残余变形平均减小比例达30-40%。试验结果表明,土工格栅材料对于土石料地震残余变形有较好的抑制作用。（2）研究和揭示了加筋土地震残余变形的影响因素和影响规律。在相同的围压力和固结比条件下,加筋土地震残余变形随动剪应力比的增加而增大。在相同的围压力和动剪应力比条件下,随固结比的增加,加筋土轴向残余变形和体积残余应变都有所增加。轴向残余变形受固结比的影响较大,残余体积应变受固结应力比的影响相对较小。在相同的固结比和动剪应力比条件下,随着围压力的增加,加筋土轴向残余变形和体积残余变形均大幅度减小。以上加筋土的试验结果均呈现出与不加筋土样一致的研究结论。研究分析了不同条件下土工格栅材料对土样的加固效果。结果显示,动剪应力比越低,固结比越高,加筋效果越好。围压力越低,加筋对应变减小比例越低。（3）对基于应变势的土石坝地震残余变形模型的不同整理方式进行了探讨和分析,改进了基于应变势的水科院残余变形模型。本文对目前两大类常用的基于应变势的残余变形计算模型进行了分析整理。通过比较分析模型中求得各参数的条件和难易程度等,探讨了各种模型的特点。同时,基于残余变形与动应力呈现幂函数关系、残余变形与第一应力不变量呈现反比例关系、残余变形与固结比等条件存在的关系等特点,综合各影响因素,提出了改进的水科院残余变形模型。该模型用于不加筋土的模拟效果很好,为在加筋土中的应用做准备。（4）建立了加筋土地震残余变形模型。将改进的水科院残余变形模型应用于加筋土地震残余变形试验结果的模拟中,通过改进得到较好的幂函数拟合曲线,并根据周次的影响优化了参数的表达式。研究表明,把振动周次的影响加入到轴应变计算参数的系数中,Kp和Kv的数值稳定在一条直线上。把振动周次的影响加入到体应变计算参数的系数中,np和nv在对数曲线下表现结果最好。

Based on seismic damage survey data from 155 earth-rock dams in typical earthquakes worldwide, we analyzed the earthquake subsidence pattern of earth-rock dams and investigated key influencing factors using grey relational analysis. The results show that the upper envelope of earthquake subsidence rate increases with the increase of peak ground acceleration and earthquake magnitude, and decreases with the increase of epicenter distance. The subsidence rate is higher in the near-field range, and becomes minimal at an epicenter distance of 100–150 km. The maximum upper envelope value of earthquake subsidence rate is observed in filled earth dams, followed by core rockfill dams and face rockfill dams. The earlier the construction time, the higher the upper envelope value of earthquake subsidence rate, which reflects the differences in dam filling quality due to varying construction equipment and methods. The effects of peak acceleration, magnitude, dam type, construction year and epicenter distance on the subsidence rate decrease successively, with no single factor being absolute dominant. The prediction and control of seismic residual deformation of earth-rock dam are discussed according to the earthquake subsidence patterns and the analysis results of key influencing factors, in conjunction with the seismic code of hydraulic engineering. Control standards and design principles for seismic safety deformation of earth-rock dam are provided. © 2024 Biodiversity Research Center Academia Sinica. All rights reserved.

筑坝砂砾料填筑标准具有级配相关性,在砂砾料筑坝施工质量控制中,目前仅以含砾量来表征级配对碾压干密度的影响,未考虑级配形状和最大粒径不同对砂砾料填筑标准的影响。为了研究这种影响,评估目前单一依靠含砾量来表征级配特征对干密度影响的合理性,设计了含砾量相同而级配曲线形状和最大粒径不同的两组级配曲线,结合实际施工振动碾压条件,通过现场密度桶法,研究了含砾量相同时不同级配形状特征和最大粒径对原级配筑坝砂砾料填筑标准的影响。研究表明,控制含砾量相同时,级配曲线形状对砂砾料最大、最大小干密度有一定影响,随级配参数m和b的增大,砂砾料的最大、最小干密度均呈现减小的趋势。在含砾量和级配参数m相同时,不同最大粒径级配的砂砾料的最大、最小干密度也有差异。表明不同级配特征和最大粒径对筑坝砂砾料填筑标准的确定有一定影响,建议结合具体工程进一步对级配特征和最大粒径对筑坝填筑标准影响的敏感性及对施工质量控制带来的影响进行评估。

深厚覆盖层土体具有显著的原位结构效应，如何考虑原位结构效应确定其本构模型参数，关系安全评价结果的可靠性。对覆盖层深部粉质黏土开展了原位旁压测试，测得了其荷载–位移曲线，确定了相应深度处初始压力、承载力特征值和旁压模量等力学指标特征值。联合原位旁压试验和室内三轴试验结果，采用基于和声算法的PBP3反分析程序，确定了覆盖层深部粉质黏土的本构模型参数。分别采用反分析参数和室内试验参数模拟了旁压试验过程，与实测荷载位移曲线进行了对比，论证了反分析参数的合理性。

地震作用下,深厚覆盖层上土石坝-近域地基系统与远域地基系统接触关系复杂,大坝-地基系统动力分析截断边界处理方法对计算结果有重要影响。本文,采用深厚覆盖层上土石坝动力分析黏弹性边界处理方法进行深厚覆盖层上长河坝高心墙堆石坝大坝-地基系统地震动力反应分析,并与传统固定边界处理方法的分析成果进行对比,研究了截断边界处理方式对计算结果的影响,探讨了后续大坝-地基系统全面动力分析的合理边界处理方法。研究表明:采用固定边界的处理方式,大坝地震动力反应水平较黏弹性边界处理方式要高,但边界处理方式对系统内加速度反应的分布基本无影响;对于坝高相对覆盖层厚度更大的长河坝高心墙堆石坝,采用黏弹性边界条件处理截断边界对提升动力分析计算结果精度的影响不大,综合考虑到计算工作的难度和计算成果同以往成果的可比性,认为大坝-地基系统动力分析宜采用将覆盖层地基向上下游适当延伸后截断,并采用固定边界的处理方式是合适合理的。

阿克肖水库工程属典型的“三高一深”水利工程,勘察难点主要有坝址区分布大型古河槽、筑坝材料含有钙质弱胶结体、库坝区分布厚层粉土、坝址河床狭窄且水流湍急等诸多问题。针对不同的勘探难点采用相应的勘探方法,通过几种勘探方法进行

Material grading design, dam zoning and filling design criterion are the basis for dam material design and evaluation in gravel dam projects, which currently rely heavily on engineering experience. In this paper, the typical gradation envelope range of actual engineering dam sand and gravel materials are first analyzed based on the statistics on gravel grading envelope and field dry density from typical engineering dams. Then, the distribution intervals of key gradation characteristic parameters are given, and the influence of gravel gradation characteristics on compaction properties is studied. The results show that: i) The maximum particle size of typical dam-building sand-gravel grading is 400-600 mm; the gravel content of the common grading envelope is 70%-88%; the curvature coefficient is 1-10; the non-uniformity coefficient is more than 5; and the parameters b and m in the gradation equation range from 0 to 0.9 and 0.2 to 1.0, respectively. ii) The gradation of sand-gravel material that can obtain higher filling dry density should satisfy: the gravel content is 70%-85%; the curvature coefficient is 1-10; the inhomogeneity coefficient is greater than 5; and the b-value and m-value of the gradation equation parameters are 0.7-0.9 and 0.6-0.9, respectively. iii) Gravel content, curvature coefficient, inhomogeneity coefficient and maximum particle size all have significant influences on the dry density, and the degree of effect decreases in order. © 2022, Editorial Office of Rock and Soil Mechanics. All right reserved.

砂砾石坝坝料级配设计、坝体分区和填筑标准的设计均依赖于工程经验，为砂砾石坝坝料设计和填筑标准设计及评估提供工程类比基础。基于典型工程筑坝砂砾料级配包线和填筑标准现场试验干密度统计，分析实际工程筑坝砂砾料典型级配包线范围，给出关键级配特征参数的分布区间，并研究砂砾料级配特征对压实特性的影响。结果表明：（1）典型筑坝砂砾料级配最大粒径为400～600mm，常见级配包线含砾量为70%～88%，曲率系数为1～10，不均匀系数多大于5，级配方程参数b和m范围分别为0～0.9和0.2～1.0;（2）能获得较高填筑干密度的砂砾料级配含砾量为70%～85%，曲率系数为1～10，不均匀系数大于5，级配方程参数b值和m值分别为0.7～0.9和0.6～0.9;（3）含砾量、曲率系数、不均匀系数和最大粒径对干密度均有显著影响，影响程度依次减小。

相对密度是砂砾料填筑体设计的关键指标。文章基于已有试验资料考察了相对密度(干密度)对砂砾料强度、变形、渗透、动强度和动力变形等工程力学特性的影响。分析表明:随着相对密度增大,砂砾料的强度、变形、动强度和动力变形等参数均相