小湾拱坝湿筛混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝,试验研究了湿筛混凝土动态弯拉力学特性。试验采用MTS322动静万能试验机和简支梁三分点加荷法。静载试验加载速率为250N/s。动载试验考虑了不同初始静载(0%、40%、80%、90%)和不同动态加载方式(冲击和变幅三角波)。40%、80%和90%初始静载分别取18.6kN、37.2kN和41.8kN,以静载速率加载至初始静载值,再施加动态荷载。冲击波形加载速率是250kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz,每个加载台阶含3个周期,相邻加载台阶差值是20kN。湿筛混凝土试验结果表明:(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大;(2)合适比例的初始静载对混凝土动态极限弯拉强度有利,80%初始静载时动态弯拉强度提高最大,冲击试验DIF高达1.49;(3)同静载相比,冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高,弯拉极限拉伸值略小,弹性模量提高不多,纯弯区正截面中和轴位置没有变化;(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。对比分析表明,三级配混凝土与其湿筛混凝土动态弯拉力学特性,定性规律相似,但定量结果尚得不出来,进行高拱坝抗震设计时,应采用全级配混凝土动态试验结果。     

小湾拱坝三级配混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝,试验研究了三级配混凝土动态弯拉力学特性。试验采用液压伺服加载系统和简支梁三分点加荷法。进行了21个试件试验,尺寸是300mm×300mm×1100mm。静载试验,加载速率为250N/s。动载试验,考虑了不同初始静载（0%、40%、80%）和不同动态加载方式（冲击和变幅三角波）。80%和40%初始静载分别取80kN、40kN,以静载速率加载至初始静载值,再施加动态荷载。冲击波形加载速率是600kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz,每个加载台阶含三个周期,相邻加载台阶差值是40kN。试验结果表明：(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大;(2)合适比例的初始静载,对混凝土动态极限弯拉强度有利,本文试验发现80%初始静载时动态弯拉强度提高最大,冲击试验DIF高达1.37;(3)同静载相比,冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高,弯拉极限拉伸值变小,弹性模量提高不多,纯弯区正截面中和轴位置基本不变;(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。研究成果为小湾高拱坝抗震安全评价提供了有效的依据。     

小湾拱坝三级配混凝土动态弯拉力学特性试验研究

对小湾拱坝工程三级配混凝土动态弯拉力学特性进行了试验研究。试验采用液压伺服加载系统和简支梁三分点加荷法,共进行了21个试件试验,尺寸是300mm×300mm×1100mm。静载试验时,加载速率为250N/s。动载试验时,考虑了不同初始静载(0%、40%、80%)和不同动态加载方式(冲击和变幅三角波)。试验结果表明,初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大;合适比例的初始静载,对混凝土动态极限弯拉强度有利;同静载相比,冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高,弯拉极限拉伸值变小,纯弯区正截面中和轴位置基本不变;     

混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法

基于对大坝混凝土亟需进行动态弯拉试验,本文对混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法进行了研究。参照水工混凝土试验规程（DL/T 5150-2001）中的静载弯拉试验,采用简支梁三分点加荷法,自行设计出适应往复拉压加载的系列装置（湿筛、三级配和四级配混凝土试件）,能够实现多种类型荷载（如冲击、三角波、正弦波以及任意波形）的施加。通过反复试验得出了合理的试件安装、荷载施加、数据采集和处理方法,形成了规范的动态弯拉试验操作步骤。研究成果为后续的混凝土动态弯拉系列试验研究打下了基础。     

混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法

对混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法进行了研究。参照水工混凝土试验规程(DL/T 51502001)中的静载弯拉试验。采用简支梁三分点加荷法,自行设计出适应往复拉压加载的系列装置(湿筛、三级配和四级配混凝土试件),能够实现多种类型荷载(如冲击、三角波、正弦波以及任意波形)的施加。通过反复试验得出了合理的试件安装、荷载施加、数据采集和处理方法,形成了规范的动态弯拉试验操作步骤。研究成果为后续的混凝土动态弯拉系列试验研究打下了基础。最后给出了试验实例。     

全级配混凝土基体力学特性试验研究

进行掺引气剂与减水剂的全级配混凝土及相应湿筛混凝土抗压强度，压缩弹性模量，抗拉强度，拉伸变形模量，极限拉伸值，弯曲特性以及抗磨损性能等基本力学特性试验。通过这些项目的仿真试验研究，得出了全级配与混筛混凝土的各种力学指标，建立了全级配与湿筛混凝土性能之相互关系特别是掺引气剂全级配混凝土的优异性能对大体积混凝土工程将有重要的参考价值。     

全级配混凝土基本力学特性试验研究

进行掺引气剂与减水剂的全级配混凝土及相应湿筛混凝土抗压强度、压缩弹性模量、抗拉强度、拉伸变形模量、极限拉伸值、弯曲特性以及抗磨损性能等基本力学特性试验 ,得出了全级配与湿筛混凝土的各种力学指标 ,建立了全级配与湿筛混凝土性能之相关关系 .     

基于细观力学全级配混凝土梁弯拉试验的数值模拟

在细观层次上将全级配混凝土梁的跨中区域看作是由硬化水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带构成的三相复合材料,采用位移控制的加载有限元程序对全级配混凝土梁的弯拉实验进行了数值模拟。数值试验结果表明:(1)对于同样尺寸的试件来说,三级配和四级配梁计算所得的极限荷载和抗弯强度基本接近。(2)对于同样级配的试件来说,截面尺寸大的梁计算所得的极限荷载远高于较小尺寸的极限荷载。(3)其它参数一定的情况下,粘结带抗拉强度每提高12.5%,全级配混凝土梁的极限荷载和抗弯强度提高约10%。     

全级配混凝土动态轴拉试验

轴向拉伸试验是确定混凝土拉伸断裂特性最直接的方法。利用中国水利水电科学研究院大型动态材料试验机开展了全级配混凝土大试件的动态轴拉试验研究。在试件与试验机之间设置铰接座组件以消除拉伸过程中附加弯矩的产生,并采取适当措施降低拉伸试验中偏心的影响。将20个全级配混凝土大试件、23个湿筛混凝土小试件按浇筑日期分为3组进行试验。结果表明,混凝土轴拉强度的骨料效应和尺寸效应十分显著,静态轴拉强度较动态轴拉强度受其影响更大;冲击荷载作用下,骨料破坏比例增加;轴拉强度与极限拉伸值的率敏感性显著;轴拉强度越低,其率敏感性越高;而抗拉弹性模量的率敏感性较低。     

高拱坝全级配混凝土动态试验研究

大坝混凝土动态性能试验为当前高拱坝建设亟待解决的一个关键问题。纵观国内外为数不多的大坝混凝土动态试验,都是采用湿筛混凝土在无初始荷载条件下进行的,试验测定的指标并不能真正反映大坝混凝土的实际性能。为此,开展高拱坝受力特征条件下大南全级配仿真混凝土抗压和拉动态参数及不同始静载影响的试验研究,具有重要的工程应用前景和促进学科发展的作用。     

拱坝大体积混凝土力学特性的试验研究

结合二滩水电站和溪洛渡水电站的实际，对拱坝大体积混凝土的力学特性进行了系统的试验研究。试验研究结果表明，大体积混凝土的力学特性存在着一定的尺寸效应。     

锈染骨料对湿筛与全级配大坝混凝土力学性能的影响对比

为分析锈染粗骨料对大坝混凝土力学性能的影响,对比测试不同骨料工况湿筛及全级配混凝土的抗压、劈拉及轴向拉伸性能。结果表明:锈染物附着在原岩表层,厚约3~5 mm,锈染骨料的强度略低于无锈染骨料,且压载过程中存在劈裂剥离现象;锈染物降低了混凝土的力学性能,锈染骨料混凝土的抗压、劈拉及轴拉强度降低率分别在5%、10%及13%以内,但随龄期的增长而减小;全级配混凝土劈拉强度、轴拉强度及极限拉伸值分别为湿筛混凝土的70%～79%、56%～62%及56%～63%;试件断面内部特大石及大石分布相对均匀、有被拔出或拉断的情况,锈染骨料切口可见锈染物。研究成果可为锈染骨料对混凝土的性能影响评价及在大坝中的合理应用提供技术支撑。     

初始静荷载下的混凝土动力强度研究

在土木工程中,混凝土结构都不可避免的会承受动力荷载,并且混凝土结构的动力荷载总是在一定静力荷载基础上叠加的,但现有大多数研究都是基于材料直接承受动力荷载进行的,因此有必要研究初始静荷载对混凝土动力特性的影响。本文计算了含裂纹体在不同初始静荷载下的动力响应,在直接承受动力荷载的混凝土强度与加载速率关系基础上,研究了不同初始静力荷载下动力荷载惯性和破坏时间的关系;在适当简化下分析了初始静荷载对混凝土的动力抗拉、抗压强度的影响规律,对现有文献中的试验现象做出了定性的解释和定量的分析,可为混凝土结构动力分析提供参考。     

小湾高拱坝坝肩（基）动力稳定分析

本文采用刚体弹簧元法，分析了小湾双曲拱坝左右岸５８个可能滑动体在地震作用下的动力稳定系数。结果表明，小湾高拱坝坝肩动力稳定性可以满足设计要求，但应注意加强高高程的抗震措施。     

全坝外掺氧化镁混凝土自生体积变形性态分析

针对常态碾压混凝土拱坝受温控措施制约而产生不均匀的收缩变形和坝面裂缝问题,基于MgO混凝土材料延迟膨胀特点,通过沙老河与三江拱坝8～10年的自生体积变形监测资料,对全坝外掺MgO混凝土的自生体积变形性态特征进行了较为深入地对比分析和比较,结果表明,外掺MgO混凝土可有效减少混凝土拱坝常见的温度变形问题,并降低工程成本,为其它类似工程设计提供有益的参考。     

预静载对细观混凝土动态力学特性的数值试验研究

预静载对混凝土的动压强度和动弯拉强度的影响完全不同.为了研究动压荷载作用下预静载对混凝土动态力学特性的影响,从数值试验出发,根据自行编制的混凝土随机骨料有限元模型,应用塑性损伤本构,不同的应变率下施加不同的初始预静载大小,分析动压荷载作用下,预静载对混凝土动压强度和破坏形态的影响.结果发现:不同的应变率下,预静载对混凝土动压强度的变化程度不同,但都会导致混凝土动压强度降低;预静载水平大小不同,混凝土的破坏形态也不尽相同.