第2章　高混凝土坝宏观力学参数研究

高混凝土坝的结构安全与优化理论能否在实际工程中得到成功应用，有赖于高混凝土坝宏观力学参数确定方法的解决。坝基岩体是天然材料，其力学性质具有较大的随机性，水工大体积混凝土的热力学参数也与普通的混凝土有较大的区别，室内试验结果通常不能够直接应用于工程设计，很多工程数值计算的结果只对设计具有定性层次的参考意义，其主要原因就是源于参数的不精确性。本章从空间变异性的随机场角度深入研究了宏观力学参数的理论计算方法。从可以反映小尺度材料力学性质空间变异性的随机场出发，借助现代物理学逾渗（Percolation）临界理论，在国内外首次提出了用有限个小尺度试块抗剪试验结果，确定坝基软弱结构面、大体积岩石混凝土类材料以及混凝土坝基面宏观抗剪强度的方法和理论计算公式。研究结果表明，大尺度坝基软弱结构面的宏观抗剪强度在数值上等于小尺度材料抗剪强度的算术平均值，而大体积岩石混凝土类材料和混凝土坝基面的宏观抗剪强度在数值上介于小尺度材料抗剪强度的小值平均值和算术平均值之间。该方法也为解决室内试验的尺寸效应问题提供了一种新的有效途径。这对于解决与大尺度范围结构计算相配套的宏观力学参数取值问题具有重要意义。