特定环境条件下高性能混凝土的设计与应用

针对地热、环境水侵蚀及夹沙水流冲刷因素控制条件下的混凝土衬砌问题,研究应用了隧洞混凝土保护和结构双层衬砌结构,并依据特定环境对混凝土性质的要求,应用聚丙烯纤维、火山灰、丙烯酸酯共聚乳液和减水剂同时掺加入混凝土的混掺技术,通过试验研究,确定了适宜特定环境条件下的高性能混凝土材料配合比.经过对香柏河分洪隧洞混凝土结构工程实际应用的运行观测,其效果良好,对类似环境条件下的工程结构设计有一定的参考价值,亦对应用混掺技术的高性能混凝土材料配合比设计,具有一定的指导意义.     

基于地热条件下保护层混凝土配合比设计与隔热性能研究

地热作用加大了隧洞衬砌混凝土正常运行条件下的内外温度差,通过室内模拟一次支护C20保护层混凝土的导热性能,研究了保护层混凝土的隔热效应,并配合工程现场原型温度监测,揭示了混凝土结构各层温度的时间变化过程和温度场的空间分布,结果表明,复合混凝土保护层的隔热作用不仅可以有效降低正常运行条件下结构层内外温度差,同时还提高了衬砌混凝土的服役寿命,并为类似工程提供新的设计思路和方法。     

复杂地质条件下隧洞支护结构稳定性分析

为研究隧洞支护结构在复杂地质条件下的稳定性,以新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站引水隧洞为例,使用ANSYS Workbench软件建立了热-结构耦合分析模型,用数值模拟的方法分析了高地热、高地应力、地震等荷载作用的条件下,水工隧洞支护结构的稳定性。结果表明,在围岩与一期混凝土间设置隔热层能显著提高支护结构的稳定性,当二期混凝土衬砌厚度为0.25 m且过水断面形状为圆形时,只需适当提高二期混凝土的标号并按规范进行配筋,支护结构即能满足工程安全性的要求;在高地热、高地应力条件下,支护结构的地震位移响应与衬砌厚度基本符合线性关系,衬砌厚度每增加0.05 m结构的最大响应位移平均涨幅为7.72%。但当衬砌厚度较大时,支护结构可能与地震发生较大的响应,不利于结构的稳定性。上述计算结果与结论可为实际工程提供借鉴。     

不同矿物掺和料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

硫酸盐侵蚀是威胁工程结构耐久性中比较典型的一种形式。通过实验,研究了不同矿物掺和料混凝土试件在不同浸泡方式和不同侵蚀离子类型作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,测定了不同掺和料混凝土在不同侵蚀条件下的各龄期耐蚀系数,并对掺粉煤灰、矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价。结果表明：硫酸盐侵蚀环境中存在的镁离子对混凝土破坏作用更大;相较而言,矿渣粉火山灰活性较高,能够较早发挥火山灰效应,使混凝土结构更加密实;与掺30%粉煤灰的混凝土相比,掺30%矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能更好;在工程干湿交替区域,混凝土中不宜掺入粉煤灰,可掺入适量的矿渣粉延缓混凝土受侵蚀破坏作用。     

高温下高性能混凝土早期抗裂性能试验研究

为了研究高地热条件下隧洞衬砌混凝土的早期抗裂性,使用刀口法研究温度、水胶比和粉煤灰掺量对高性能混凝土早期抗裂性的影响。试验结果表明:温度是影响混凝土早期抗裂性的主要因素,粉煤灰掺量次之,水胶比的影响可以忽略;混凝土早期抗裂性随温度的升高而降低,随粉煤灰掺量的增加先降低后升高,试验确定的最优粉煤灰掺量为20%;在高温条件下,粉煤灰混凝土的早期抗裂性优于普通硅酸盐混凝土的,能在提高混凝土早期抗裂性的同时降低工程造价。     

高地热高地应力水工隧洞衬砌稳定性研究

以新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站引水隧洞为例,使用ANSYS Workbench软件建立了热-固耦合分析模型,采用数值模拟的方法分析了高地热、高地应力、压力水头311.49 m条件下,水工隧洞运行期衬砌的稳定性。结果表明:隔热层的设置能明显改善一期混凝土衬砌的受力情况,衬砌平均主应力减小约46%,但对二期混凝土几乎没有影响,且衬砌结构的平均位移增大约14%;设置隔热层能显著提高一期混凝土的安全性,但二期混凝土除两底角安全系数大于1外,其余部位的安全系数仍小于1;隔热层+一期混凝土+二期混凝土组成的支护结构有其合理之处,但必须使用高性能混凝土提高支护结构的抗裂性能,才能满足工程安全的要求。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究

本文对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀进行了系统的试验研究,分别研究了不同配合比下的掺加硅灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀规律。通过试验发现,试件的渗透性在混凝土的抗硫酸盐侵蚀试验中是一个重要的因素。     

岩石混凝土界面抗剪强度劣化研究进展

综述了影响岩石混凝土界面抗剪强度劣化主要因素,包括化学侵蚀、温度效应和荷载作用,归纳了现有的岩石混凝土界面抗剪强度宏观和细微观试验方法,并总结了考虑岩石与混凝土力学性能、界面粗糙特征、界面初始黏聚力、外加正应力的界面抗剪强度劣化模型。针对水利工程中的岩石混凝土界面在高水力梯度作用下易发生溶蚀劣化的现象,提出了渗透溶蚀作用下的岩石混凝土界面抗剪强度劣化机理、劣化模型和溶蚀劣化的岩石混凝土界面损伤开裂裂缝扩展等有待进一步研究的问题。     

汾阳市末级渠道抗冻胀处理措施探讨

基于汾阳市末级渠道冻胀现象,阐述了渠道衬砌体冻胀的破坏特征及影响因素,而后对渠道抗冻胀结构形式进行比选,确定所采用的保温措施,即在预制混凝土板下铺设聚苯板,并计算聚苯板铺设厚度,实践证明,该措施能完全满足渠道抗冻胀要求。     

渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因分析及预防措施

南水北调中线京石段渠道机械衬砌已进入施工高峰期，渠道衬砌为大面积薄板混凝土结构，在硬化过程和硬化后都会因混凝土干缩、温度变化及地基沉降等产生不同程度的裂缝。而混凝土面板的结构型式、边界条件等比其它混凝土结构存在有较大的差异，这种差异使面板裂缝受混凝土风缩、干缩、温度变化及地基沉降的影响更大，容易产生裂缝，从施工过程上讲，裂缝的产生与混凝土衬砌时的施工环境、削坡的质量、切缝时间的掌握及混凝土养护等几个因素有关。     

干湿循环作用下不同掺和料对水工混凝土抗氯离子侵蚀研究

实际工程表明,混凝土结构干湿循环部位往往破坏更为严重。文章以干湿交替区域的混凝土为研究对象,研究了干湿循环作用下基准混凝土、轻烧氧化镁混凝土、聚丙烯纤维混凝土、轻烧氧化镁—聚丙烯纤维混凝土抗氯离子侵蚀性能的差异性。结果表明,在干湿循环作用下,四种混凝土中轻烧氧化镁混凝土的抗氯离子侵蚀能力最强,其后依次为双掺混凝土、基准混凝土和聚丙烯纤维混凝土。     

渠道衬砌机混凝土配制及性能试验

针对渠道衬砌机混凝土高抗裂性及高抗渗性要求,采用掺粉煤灰、聚合物纤维及高效减水剂的方法配制渠道衬砌机混凝土,当粉煤灰掺量为20%～25%、聚合物纤维掺量为0.9 kg/m^3、高效减水剂掺量为1.0%时,所配制的渠道衬砌机混凝土抗压强度达到26.2 MPa,抗渗等级达到W8,满足渠道衬砌机混凝土的施工要求。     

聚丙烯纤维混凝土的抗冻和抗盐冻耐久性研究

在我国北方和沿海地区冬季混凝土因遭受低温和除冰盐侵蚀发生严重破坏,造成了巨大的损失。为改善此类混凝土的耐久性不足问题,工程中经常采用添加外加剂来提高混凝土性能。在此通过对聚丙烯纤维混凝土进行水冻和盐冻循环试验来研究其耐久性能,从而建立冻融循环的损伤模型,最终得出聚丙烯纤维的加入能提高混凝土的抗冻性和抗盐冻性的结论。     

高拱坝泄洪水垫塘衬砌稳定性研究

对窄河谷、高拱坝、大流量坝射泄洪挑流消能水垫塘的防冲安全及其混凝土衬砌优化设计问题作了全面研究，结合小湾工程采用局部水工模型试验研究了小湾工程水垫塘衬砌块的抗冲稳定性，提出了应用瞬变流和震荡流理论研究衬砌冲刷破坏机理、建立新的设计模式的新概念，讨论了水垫塘衬砌设计模式的有关问题，并对该工程的设计提出了具体建议。     

抽水蓄能电站水土流失预测及防治措施研究

在抽水蓄能电站建设中减小对环境的破坏,保障经济的可持续发展,十分重要。本文分析了辽宁蒲石河抽水蓄能电站的占地类型,对水土流失进行了研究,预测了潜在水土流失问题及其危害;根据工程项目设计要求与技术参数,提出了具体的水土保持方法。结果表明:预测实施的水土保持效果各项指标都能达到目标需求,水土流失防治研究方案可以有效治理工程区水土流失,在一定程度上恢复生态环境,对保护生态环境、提高社会效益有着重要作用。     

“双掺”技术在三峡永久船闸输水系统混凝土中的作用

“双掺”技术已在水工混凝土中普遍应用，但在过水建筑物混凝土中较少采用。通过三峡工程永久船闸地下输水系统混凝土配合比试验研究，讨论混凝土配合比中粉煤灰、高效减水剂、引水剂联掺对地下工程衬砌混凝土的改性作用，提出在控制水灰比和粉煤灰掺量的情况下，“双掺”技术对水工隧洞混凝土衬砌工程也具有良好的技术经济效益。     

南水北调济平干渠工程混凝土抗裂性能研究

混凝土的开裂会严重威胁混凝土结构的耐久性,就输水渠道工程而言,混凝土的开裂还会造成水资源的极大浪费.南水北调济平干渠渠道衬砌工程路线长,混凝土方量大,研究解决这种大面积薄板混凝土结构的防裂抗裂性能是非常必要的.采用工程实际使用的原材料,对混凝土配合比进行了优化设计,对混凝土的各项物理力学性能及变形性能进行了试验.采用平板法对混凝土及湿筛砂浆的防裂抗裂性能进行了试验研究.结果表明:优化设计的配合比有较好的抗裂能力,合理掺用纤维可以提高混凝土抗裂性能,严格而合理的养护对提高混凝土的抗裂性能有着重要的作用.     

南水北调温博段倒虹吸混凝土浸蚀分析

南水北调工程温博段倒虹吸工程建成后,其混凝土受到临近工业污水的影响,表层沉积砖红色沉淀,可能对混凝土质量造成影响。通过钻芯取样、环境水分析及硫酸盐浸入深度分析等方式对混凝土受浸蚀状况进行分析,并对目前混凝土质量进行了评定。