碾压混凝土穿透型诱导缝等效强度和断裂试验研究

对碾压混凝土坝诱导缝强度和断裂特性进行了试验研究。在碾压混凝土长方体试件内埋设了削弱度为0 208～0 340的穿透型诱导缝,通过轴拉试验获得了诱导缝的等效强度和断裂韧度。分析表明:诱导缝强度的降低比例均大于诱导缝所在断面面积降低的比例,并且随着削弱的增大,诱导缝强度降低比例增长越快。最后分析了应力集中对等效强度的影响,削弱度在0～1之间,等效强度随削弱度的变化曲线为一条凹曲线,存在一个最佳削弱度,使得等效强度与削弱后剩余本体强度值的差值最大,此时,诱导缝发挥最佳的削弱断面强度作用。     

两片诱导缝碾压混凝土试件断裂韧度的求解

对相同削弱度不同间距的两片诱导缝碾压混凝土试件进行了轴拉试验研究,得到了其对应的等效强度值．在考虑试件尺寸修正和不同诱导缝间距修正的基础上,把碾压混凝土诱导缝缝端应变软化简化为抛物线模型,计算了不同间距谤导缝试件的断裂韧度。计算结果表明;相对于同削弱度的一片诱导缝试件的断裂韧度,两片诱导缝试件断裂韧度降低较大．并且间距对其断裂韧度有一定的影响．     

碾压混凝土拱坝诱导缝开裂试验研究

通过多组由深埋椭圆裂缝、深埋矩形裂缝和穿透裂缝3种型式形成不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验，研究了试件的应力强度因子，分析了不同裂缝的应力强度因子计算公式。由于试件的断裂韧度与裂缝形式无关，假设深埋矩形预留缝试件的应力强度因子可以由深埋椭圆预留缝或穿透预留缝试件的应力强度因子通过修正求得，建立了矩形预留缝试件应力强度因子的近似解析表达式。考虑了尺寸效应后，求得碾压混凝土材料的断裂韧度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，并考虑了相邻缝的影响计算出诱导缝开裂的等效强度。这一结果应用于沙牌碾压混凝土拱坝开裂计算的三维非线性应力场仿真计算中。     

碾压混凝土拱坝双向相邻诱导缝断裂试验与分析

针对碾压混凝土拱坝诱导缝双向相邻布置结构的力学问题,进行了不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验。根据试验结果,考虑双向相邻诱导缝的影响,得到了用于诱导缝断裂分析的双参数等效强度的修正系数。对沙牌碾压混凝土拱坝的诱导缝双向相邻布置结构进行了计算分析,计算结果反映了诱导缝的双向相邻布置对其等效强度的影响,说明坝体中诱导缝的双向相邻布置在温度应力场的作用下更容易开裂。     

某碾压混凝土拱坝诱导缝应力与开裂研究

以四川木里河某水电枢纽工程为研究对象,对其碾压混凝土拱坝诱导缝应力及开裂进行研究。利用ANSYS建立三维有限元应力模型,计算得到坝体及诱导缝应力。根据双K断裂准则和混凝土虚拟裂缝理论,从断裂力学角度,利用无限大板穿透裂缝模型和无限大体深埋椭圆模型,计算出诱导缝的等效强度。计算结果表明,设置诱导缝减小了诱导缝附近坝面的温度应力,使坝体两侧的诱导缝受拉裂破坏对称,其拉裂破坏都发生在大坝浇筑完成后的冬季降温期。     

碾压混凝土拱坝双向相邻诱导缝断裂试验分析

针对碾压砼拱坝诱导缝双向相邻布置结构的力学问题，进行了不同削弱度的碾压砼试件轴拉试验，根据试验结果，考虑双向相邻诱导缝的影响，得到了用于诱导缝断裂分析的双参数等效强度的修正系数，并对沙牌碾压砼拱坝的诱导缝双向相邻布置结构的相对等效强度进行了计算分析，计算结果充分地反映了诱导缝的双向相邻布置对其等效强度的影响，说明坝体中诱导缝的双向相邻布置在温度应力场的作用下更容易开裂。     

高碾压混凝土拱坝分缝形式及破坏机理研究

本文结合四川沙牌碾压混凝土(RCC)拱坝,通过结构模型破坏试验,对RCC拱坝的分缝形式、坝体开裂与破坏机理进行研究,分析了诱导缝、横缝、周边缝等分缝形式对坝体的影响,确定了两条诱导缝加两条横缝的方案为选定方案。根据选定的分缝方案,探讨含诱导缝坝体的开裂破坏机理。研究中采用断裂力学理论,求得考虑尺寸效应的材料断裂韧度值和建立诱导缝的应力强度因子计算式,并通过分析断裂韧度与应力强度因子之间的关系,从理论上推导出诱导缝的开裂相似条件。据此提出在结构模型中模拟诱导缝的方法,在结构模型试验中实现对诱导缝的相似模拟,观察到坝体的开裂过程、破坏形态和破坏机理。试验结果已应用于沙牌拱坝工程的设计和施工中。     

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。     

碾压混凝土穿透诱导缝裂纹断裂模型研究

为解决双线性模型用于分析小尺寸混凝土试件裂纹时存在较大误差的问题，在内含穿透诱导缝的碾压混凝土轴拉试验基础上，采用软化应力分配规律理论，确定了穿透诱导缝缝端虚拟裂纹的黏聚力分布公式，推导丁诱导缝临界张开位移、亚临界裂纹扩展长度、断裂韧度的计算方法；在对诱导缝边界作了修正后，得到了穿透诱导缝修正双线性断裂计算模型；对不同削弱度的穿透诱导缝的断裂参数进行了求解，与有关文献介绍的结果进行了比较，验证了所建模型的可靠性。     

碾压混凝土拱坝诱导缝应力强度因子计算

分析了以往关于诱导缝断裂参数理论及实验研究方面的状况,给出碾压混凝土坝诱导缝简化计算模型,应用线弹性断裂力学理论,计算出无限多个共线裂纹缝端应力强度因子KI,并根据相应断裂韧度值计算出诱导缝缝长、缝距与应力之间的关系表达式。     

渗漏溶蚀作用下碾压混凝土层(缝)面抗剪强度衰减规律试验研究

采用硝酸铵溶液循环浸泡的方式加速并模拟碾压混凝土层(缝)间渗漏溶蚀过程,应用直剪法测试抗剪强度,研究了溶蚀对混凝土层(缝)面抗剪强度的影响。结果表明,碾压混凝土层(缝)间渗漏溶蚀沿着缝面的法向逐渐向两侧混凝土的内部延伸,缝面溶蚀深度,即溶蚀前锋线至缝面的距离,用酚酞指示剂+电子探针线扫描技术测定,与钙离子累计溶出量呈线性关系,可以定量表征溶蚀程度。渗漏溶蚀引起缝隙两侧混凝土的孔隙率增大,微观结构变差,混凝土层(缝)面摩擦系数、黏聚力下降,但下降速率逐渐降低,衰减规律遵循牛顿冷却定律。试验数据拟合表明,基于牛顿冷却定律建立的以缝面溶蚀深度为自变量的抗剪强度衰减模型能够很好地反映碾压混凝土层(缝)面抗剪强度变化规律。     

考虑施工期至运行期全过程温度荷载作用的高碾压混凝土拱坝结构分缝研究

在碾压混凝土拱坝设计中，选择合理的分缝方案是改善坝体应力分布、保证大坝安全的关键技术问题。本文对万家口子碾压混凝土拱坝，根据碾压混凝土坝的实际成层浇筑过程和施工期的温度作用，通过三维有限元数值仿真计算，对设置8缝、10缝和不设缝情况下的坝体应力和位移分布规律进行分析和比较，并探讨了诱导缝的作用以及设置诱导缝的利弊。最后，确定了8缝方案为最优方案。计算结果表明，对坝体设置诱导缝可以有效的释放坝体应力。但坝体分缝条数不宜过多。     

小湾拱坝模拟实际横缝间距的非线性地震反应分析

本文采用Fenves接触单元模型对小湾拱坝在地震作用下的横缝非线性特性进行了细致深入的研究，内容包括有限元网格收敛性、横缝模拟间距和模拟条数收敛性、横缝灌浆强度的影响、不同水位的影响等，文章首次采用实际横缝间距和最多达到25条的横缝模拟条数对小湾拱坝进行非线性地震分析，揭示出了许多重要工程规律。Fenves关于“拱坝横缝非线性分析中只模拟3条横缝就足够了”的研究结论，对于应力分析结果尚可成立，但要得到符合实际的横缝张开度，必须在拱坝关键部位以真实间距模拟横缝，并保证一定的模拟条数。此外，不同库水位对非线性响应影响显著，应予以考虑。     

棉花滩碾压混凝土重力坝设计

棉花滩碾压混凝土重力坝最大坝高111m，坝顶长308．5m，共分为7个坝段，其中1、2坝段为左岸非溢流坝，3、4坝段为溢流坝，5、6、7坝段为右岸非溢流坝。设计中，坝基面及层面抗剪断值、各坝段基础抗滑稳定、非溢流坝体层面抗滑稳定安全系数符合规范要求；各坝段在各种基本荷载组合条件下，其应力分布是安全的；根据国内外工程实践，棉花滩大坝不设纵缝只设横缝，间距为33－64m；在防渗方面，采用二级配RCC防渗；同时，在施工中还采取了比较严格的温控措施，以保证RCCD的质量。     

有层面碾压混凝土抗剪断特性试验研究

研究在不同的层间间隔时间条件下，对碾压混凝土层面分别采取不处理，铺水泥粉煤灰浆（简称水泥净浆）、水泥砂浆等措施以及采用不同的胶凝材料用量对碾压混凝土层面抗剪断特性的影响。通过研究分别给出不同层间间隔时间、不同胶凝材料用量以及不同试验龄期与碾压混凝土层面抗剪断强度的相关关系。为龙滩高碾压混凝土重力坝设计和施工提供了重要的参考依据。并得出随层面间隔时间延长，抗剪断峰值强度越低；层面处理比不处理抗剪断峰值强度要高；层面铺砂浆优于层面铺净浆；胶凝材料增多，试验龄期增长，碾压混凝土峰值抗剪断强度越高的结论。