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图 11 心墙各方向最大动拉应变峰值及动拉应变峰值包络图
5 结论
本文基于水工沥青混凝土单轴动态拉伸、压缩试验结果，以 Ambartsumyan 主应力空间双线性静态
本构模型为基础，考虑动拉、压泊松比的差异，依据应力状态确定等效应变率，阐明了弹性模量确
定、拉压状态判断与等效应变率计算三者之间的耦合关系，开发了增量迭代解耦数值分析算法，建立
了水工沥青混凝土双模量动态本构模型，并与试验结果进行了对比验证。基于建立的双模量动态本构
模型进行了某实际沥青混凝土心墙坝心墙响应分析，研究了动态双模量特性对动态应力、心墙加速
度、动态应变的影响规律。主要结论如下：
（1）本文所建立的低温水工沥青混凝土双模量动力本构模型，能够准确捕捉到材料所处的应变速
率，给出合适的动弹性模量，判断材料所处的应力状态，能够准确地模拟水工沥青混凝土在动态拉、
压荷载下呈现出的率敏感性和双模量现象。
（2）在地震荷载作用下，心墙应力状态复杂，动主应力难以出现纯拉或纯压的情况，采用单模量
等效应变率将导致一定误差。在地震反应强烈时间段，心墙动态双模量效应明显，与动态双模量工况
相比，静模量工况下的动应力极值偏小，最大动拉应力偏小约 17.1%，最大动压应力偏小约 71.4%。
（3）由于心墙结构特点，不同位置受坝体约束强度不同，且在地震过程中不同位置所处的应变速
率不同，因此不同位置的加速度峰值的相对差异较为显著，考虑动双模量效应后，心墙不同位置相对
差异最大可达 25.8%。但加速度峰值得最大值差异较小，相对差异均不大于 10.0%。
（4）与准静态单模量工况相比，采用本文模型得到的心墙动拉应变显著减小，坝轴向和竖向最大
动拉应变相对差异分别达到 45.8% 和 27.1%。忽略动双模量效应将低估心墙的抗震安全性，在心墙设
计时需综合考虑率效应的影响。
参 考 文 献：
［ 1 ］ 张佳文，李明超，韩帅，等 . 非一致地震作用下高坝-复杂地基体系动力响应分析［J］ 水利学报，2023，54
.
（9）：1099-1110，1121.
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