掺膨润土塑性混凝土用于防渗墙的试验研究

塑性混凝土具有弹性模量低，变形性能好的特点，能有效地改善墙体应力状态，但水泥用量减少和大量土料的掺入，对其抗渗性和耐久性也带来不利的影响，通过试验，对不同水胶比，不同膨润土掺量和不同砂率的塑性混凝土进行试验，研究各种参数对塑性混凝土性能的影响，得出配制满足技术要求的塑性混凝土的配合比。     

膨润土种类及掺量对塑性混凝土性能的影响

通过塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数试验,对比分析钠基膨润土和钙基膨润土对塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的影响。结果表明:塑性混凝土和易性满足要求;同一龄期下随着膨润土掺量的增加,塑性混凝土的抗压强度和弹性模量都降低,但掺钠基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量比掺钙基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量高约1.5倍;前者的相对渗透系数小于后者;塑性混凝土中膨润土的掺量不宜超过60%,宜控制在20%～40%之间;宜用90 d龄期作为塑性混凝土力学性能试验的标准养护龄期。     

真三轴试验下真实应变对塑性混凝土应力 －应变特性的影响

目前国内外学者对于塑性混凝土的研究工作大部分都是基于其小应变假定的基础上进行的, 为了分析塑性混凝土大极限应变对其应力－应变特性的影响,设计了4组塑性混凝土配合比及12个围 压环境进行真三轴试验。研究了塑性混凝土的峰值强度及峰值后曲线特征。结果表明:小应变假定和 真实应变下峰值强度与围压环境的相对变化关系一致,当第三主应力相同时,塑性混凝土的峰值强度随 第二主应力的增大而增大,但增幅越来越小;当膨润土掺量为零时,小应变假定和真实应变下应力－应 变峰值后曲线特征一致,呈现近似塑化或理想塑化特征;当膨润土掺量不为零时,真实应变下塑性混凝 土应力－应变曲线峰值后出面明显下降段,出现明显峰值点。     

膨润土改善塑性混凝土性能的作用机理

通过在水泥砂浆中掺入不同种类、不同掺量的膨润土,研究了膨润土对水泥砂浆力学性能的影响,并通过扫描电镜和综合热分析的测试结果,对膨润土在塑性混凝土中的作用机理进行了分析。结果表明,蒙脱石参与了水泥水化反应,并形成更为致密的结构,从而改善了膨润土水泥砂浆的力学性能。     

三向应力状态下钢纤维混凝土的变形特性

利用作者研制的混凝土三轴试验系统，通过１８４块钢纤维混凝土试块在三向受压。两压一拉，两拉一压及三拉应力状态下试验研究，系统探讨了三向受力状态下钢纤维混凝土的变形特性，分析了应力－应变关系曲线的特点以及纤维含量和中间应力对峰值应变的影响，讨论了三向应力状态下的体积应变规律。     

塑性混凝土心墙坝应力变形特性研究

为研究塑性混凝土心墙坝的应力变形特性,通过选取合适的本构模型、接触单元、施工过程和蓄水过程模拟方法等,结合工程实际,运用三维非线性有限元法对大坝应力变形进行计算分析。研究结果表明:在竣工期和蓄水期,坝体的水平位移及垂直位移的分布特征与一般均质土坝一致;大坝的大主应力均为压应力,从坝面向坝内应力逐渐增大,且最大值发生在坝体底部心墙附近;小主应力除局部存在较小的拉应力外,其余均为压应力。     

塑性混凝土立方体和圆柱体试件的力学特性数值模拟研究

为研究塑性混凝土立方体和圆柱体试件力学特性的差异,采用 FLAC3D 有限差分软件模拟了塑性混凝土单轴压缩试验,数值模拟得到的塑性混凝土单轴应力 - 应变关系与试验结果基本一致,说明采用 FLAC3D 开展塑性混凝土力学特性数值分析是可行的。在此基础上,分别开展了立方体和圆柱体塑性混凝土试件的三轴试验数值模拟,获得了塑性混凝土试件应力 - 应变曲线、峰值强度和峰值应变,并分析了两种试件位移云图。研究表明在相同参数下立方体试件峰值强度普遍比圆柱体试件偏大,峰值强度随着围压近似线性增长。     

静水压力下塑性混凝土力学性能研究

塑性混凝土力学性能具有明显的静水压效应,对复杂应力状态下力学性能的研究具有重要的工程应用价值和学术研究价值。文章利用三轴试验,对塑性混凝土试件施加不同的围压,然后轴向冲击压缩加载,系统进行不同围压条件下塑性混凝土轴向压缩试验,得到了相应的应力-应变曲线。研究结果表明,塑性混凝土的静水压力效应比较明显,塑性混凝土具有明显的应变硬化现象,轴向抗压强度增长较为明显。     

机制砂掺率对塑性混凝土力学性能的影响

通过设置2种情况(是否添加附加水)、5种机制砂掺率(0%、20%、50%、70%、100%),探索机制砂掺率对塑性混凝土力学性能和拌合物工作性能的影响。结果表明:在不添加附加水的条件下,机制砂掺率仅对塑性混凝土拌合物的工作性能产生影响,对其力学性能及应力应变曲线影响较小;在添加附加水的情况下,根据机制砂的泥粉含量可确定达到普通塑性混凝土相同塌落度的附加水用量,且加入附加水明显影响塑性混凝土的力学性能,其弹性模量及峰值应力均有不同程度的下降,而应力应变曲线则随机制砂掺率不同在加卸载段均有不同的变化。     

塑性混凝土防渗墙应力变形分析

为了了解塑性混凝土防渗墙的工作特点和评估其安全性,对塑性混凝土防渗墙在静水压力荷载作用下的应力变形进行了有限元计算。结果表明:塑性混凝土防渗墙墙体拉应力随着弹性模量的减小而减小,当杨氏模量系数K<5 000时,墙体无拉应力;防渗墙墙体最大水平位移约发生在2/3墙高处。     

水泥用量对塑性混凝土强度的影响

通过塑性混凝土抗压、劈拉和抗折试验,在掺加粘土和膨润土的情况下,重点研究了水泥用量对塑性混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度的影响。试验结果表明,在一定范围内增加水泥用量可以提高塑性混凝土的强度,降低塑性混凝土的脆性,合适的水泥用量在120 kg/m3左右。另外,尺寸效应对塑性混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响不明显。     

双膨胀水泥混凝土自生体积变形的试验研究

通过改变低热微膨胀水泥中MgO的掺量和掺入方式、改变水泥组成、调整膨胀源组分等方法制备了不同膨胀性质的双膨胀水泥,对低热微膨胀水泥和这几种双膨胀水泥在不同试验温度、不同养护制度下的混凝土自生体积变形进行全面试验研究,阐明了温度、湿度变化及水泥质量组成对混凝土自生体积变形的影响。试验结果表明:在低热微膨胀水泥中掺入MgO能减少其回缩,增大膨胀量,稳定膨胀变形;G13型水泥膨胀量最大;优化复合型水泥组分掺MgO可能获得理想的膨胀过程曲线。     

层状岩体在三轴加载下的扩容及塑性应变特性

为研究层状岩体在三轴加载下的扩容及塑性应变特性,选取具有典型层理构造的千枚岩为研究对象,制作倾角为0°、30°、45°、90°标准岩样,采用MTS815试验系统进行三轴加载试验,定义了塑性应变比以研究轴向与环向裂隙的发展速度.结果表明:千枚岩应力-应变曲线5个典型区段及特征应力与围压和层理倾角存在明显的相关性;千枚岩扩...     

外掺氧化镁混凝土的变形特性研究

在混凝土中掺氧化镁可提高混凝土抗裂性。试验研究了外掺氧化镁混凝土的弹性模量、极限拉伸值、干缩率、自生体积变形等变形性能,并探讨分析了氧化镁对混凝土变形性能的影响机理。试验结果表明,外掺氧化镁的混凝土弹性模量与未掺的基本相当,极限拉伸值和干缩率小幅降低,自生体积变形从收缩转为微膨胀。总的来说,掺入氧化镁可以在一定程度上改善混凝土的变形特性,有利于提高混凝土的抗裂能力。     

剪切大变形条件下心墙沥青混凝土渗透特性研究

为研究心墙沥青混凝土在大剪切变形条件下的渗透特性,基于自主研发的三轴剪切轴向渗透试验系统,对70号、110号沥青混凝土开展了不同围压、渗透压组合的三轴剪切渗透试验,并提出了基于全局优化算法的沥青混凝土渗透系数反演最优模型。试验结果表明：剪胀效应引起裂隙的张开与扩展,使沥青混凝土的渗透系数大幅增加。低围压下,轴向应变从8%增加至30%,渗透系数变化幅度可达2个数量级;应变状态和应变增量影响沥青混凝土的渗透性,渗透系数随应变场的变化而改变。压密阶段,随轴向应变的增加,体积增量比为负值,渗透系数减小。裂隙发育阶段,体积增量比为正值,渗透系数增大;围压对沥青混凝土的渗透性有显著影响。两种标号沥青混凝土试样的防渗安全轴向应变阈值在低围压时较小,随着围压的增加呈递增趋势。当围压加载至1.0 MPa,轴向应变增加至30%后,沥青混凝土的渗透系数仍满足规范要求。     

沥青混凝土三轴应力条件下的力学特性

 为了解沥青砼心墙能否适用于高坝，结合茅坪溪大 坝的工程特点，采用三轴固结排水剪切试验，对沥青砼的性能进行了试验研究。试验成果表 明：沥青砼的应力应变关系基本符合邓肯 张非线性弹性模型，其变形模量数K、摩擦角 φ0随试验温度增高而降低，并随沥青含量的增高而降低。     

海水冻融后轻骨料混凝土的双轴压压强度和变形性能

针对我国渤海湾北部海域轻骨料混凝土结构的工作环境和受力状态,进行了海水中不同冻融循环次数后轻骨料混凝土的双轴压压强度试验,考察了试件的破坏形态和表面裂缝的走向特征。根据试验结果,分析了极限抗压强度随冻融循环次数和应力比的变化规律,并在此基础上建立了考虑海水冻融影响的双轴压压强度准则。探讨了冻融循环作用后轻骨料混凝土的双轴压压变形性能,包括峰值应变、应力-应变关系随冻融循环次数和应力比的变化规律。研究结果说明,随冻融循环次数的增加各种应力比下的应力-应变关系曲线均逐渐扁平,峰值应力点明显下降并右移,说明混凝土的极限抗压强度逐渐降低。