在建和拟建的高土石坝大多位于我国西部地区，该地区地震强度和发震频率高，大坝在生命周期内经受多次地震的可能性较大，一旦发生事故其后果将是灾难性的。基于此开展相关研究，为经历先期振动后的土石坝震后评估和加固提供依据。开展了堆石料受先期振动影响的静动力变形特性研究。结果表明，经历先期振动后，堆石料的静力强度基本保持不变，体积应变随着循环振次的增大而减小；再次经历相同的振动时，其轴向应变和体积应变降幅超过80%，且轴向应变降幅大于体积应变降幅；应变降幅的大小不仅与先期振动周数有关，还与堆石级配、相对密度和振动频率有关；与不均匀系数和相对密度呈线性关系；其抗变形能力的提高的主要是循环荷载下堆石料颗粒排列方式发生了变化，而不是颗粒破碎和密实度的变化。建立了考虑颗粒破碎的细观数值分析模型，开展了循环荷载下堆石料颗粒破碎数值模拟研究，研究表明：试样在竖向应力相等的条件下，随着固结应力比的增大，颗粒破碎率越大；在相同应力作用下，静力加载比动力加载时引起的颗粒破碎明显。一个循环荷载加载周期内，颗粒破碎率过程可以划分为3个区，即随着循环荷载的施加，颗粒破碎率先缓慢增加，在急剧增加后趋于平缓。随着循环周次的增加，试样内部的拉、压颗粒破碎率的变化规律基本一致，先增加，后趋于稳定。在前几个振动次数时，颗粒破碎比较严重，随着振次的增加，颗粒破碎现象趋于平缓；堆石料的残余剪应变和残余体应变的变化规律与颗粒破碎随着振动次数变化的规律基本一致。堆石料的级配越好，母岩强度越大，其受先期振动的影响越小。开展了混凝土堆石组合坝模型试验，揭示了不同振动峰值加速度下坝体的变形和破坏规律。建立了能够考虑堆石料相对密度和颗粒破碎的临界状态变量和本构模型。建立了能够反映堆石料先期振动影响的动力分析方法，开展了紫坪铺面板堆石坝震后安全稳定性评估研究。研究成果对高土石坝抗震设计与震后安全评估具有重要的理论意义和工程应用价值。 2100433B