岩体水力劈裂数值模拟研究进展

水力劈裂是岩体渗流-应力耦合研究的重要方面,涉及水电工程建设、石油开采、矿井突水防治、核废料地下处置、地下污染物运移、地应力测量等众多领域.介绍了水力劈裂模拟的PKN模型和KGD模型.模拟岩体水力劈裂的数值方法可分为连续变形数值方法和非连续变形数值方法,对连续变形数值方法的有限单元法、边界元法,以及非连续变形数值方法的流形元法、无单元法进行了分析.提出应进一步加强对岩体水力劈裂数值模拟在非线性、数值方法耦合、参数化等方面的研究.     

混凝土结构水力劈裂试验装置研究及应用

自主研制的混凝土结构水力劈裂试验系统,由加载系统、水密封装置和试验数据采集模块等部分组成,它较好地解决了试验过程中高压水密封、试验数据实时采集等关键问题。采用该试验系统进行不同应力状态下混凝土结构水力劈裂试验,试验结果表明:试验试件破坏形式及劈裂破坏过程基本一致,不同试验工况其临界劈裂水压及轴压的差值均小于材料抗拉强度,并拟合得出了临界劈裂水压与轴压之间的定量关系。更多还原     

单裂缝混凝土结构水力劈裂试验

针对不同强度单裂缝混凝土试件开展了两组应力状态下的水力劈裂试验,研究了应力状态、荷载施加方式对试件裂缝扩展过程的影响,分析了裂缝扩展路径上缝内水压演化规律,拟合得到了混凝土试件临界劈裂水压预测模型的定量关系式。试验结果表明,两组不同应力状态下的试件均发生水力劈裂破坏;临界劈裂水压值与轴压的差值均小于试件的劈拉强度值;试件水压尖端的发展滞后于干裂缝的发展。     

基于空间差异的沥青混凝土心墙水力劈裂数值模拟分析

水力劈裂是心墙土石坝设计研究中的关键性问题。文章以辽宁省拟建的双龙水电站沥青混凝土心墙为对象,利用考虑空间差异的随机有限元计算结果,对沥青混凝土心墙水力劈裂问题进行深入研究和分析。结果均显示,心墙不会发生水力劈裂,但是心墙的上部更容易发生水力劈裂,是施工质量控制的关键部位。     

岩石混凝土类材料单裂纹水力劈裂研究述评

阐述了岩体水力劈裂两个层面的涵义．从单裂纹的水力劈裂模型、实验研究、数值仿真技术、裂纹内水压力分布等介绍了国内外的理论研究、方法和成果．分析了水利水电等工程中的水力劈裂与人工致裂边界条件的不同．最后,提出单裂纹水力劈裂需研究的几个问题．     

裂隙岩体水力劈裂临界水压力试验研究

许多水工建筑物建于基岩上,天然岩体大多存在节理裂隙,在高水压力作用下易发生水力劈裂破坏。为研究裂隙岩体的水力劈裂特性,以水泥砂浆代替岩石、制作预制裂缝试样,研制了高压水密封装置和水压力加载系统,开展了不同缝长和缝宽的砂浆试件水力劈裂试验研究,测定了预制裂缝起裂临界水压力、水力劈裂临界水压力,分析了两者关系,提出了预测表达式。试验结果表明,试件水力劈裂临界水压力为0.441~1.542 MPa,相同条件下,试件水力劈裂临界水压力与初始缝长及缝宽呈负相关关系;预制裂缝起裂临界水压力与水力劈裂临界水压力比值为61.57%~64.17%,与预制裂缝初始缝长和缝宽无关。应用应力强度因子计算公式,综合试验结果,分析得到了考虑预制裂缝宽度影响的裂缝起裂临界水压力和试件水力劈裂临界水压力的计算表达式。     

深部岩体水力劈裂分析及临界水压力计算

水力劈裂是导致水工隧洞施工时出现涌水或高压输水构筑物出现破裂渗漏的重要因素.本文针对深部岩体内裂纹所处的应力状态,采用断裂力学,在拉剪、压剪复合型破坏模式下,深部岩体原裂纹方位角和侧压力系数对临界水压力的影响规律进行深入研究.研究表明,当侧压力系数为1时,临界水压力不会因原裂纹方位角的改变而改变;拉剪复合状态时,裂纹与...     

岩体水力劈裂的无单元法模拟

基于无单元法模拟水力开裂的优越性,文中结合断裂力学理论进行了应用无单元法模拟水力劈裂的研究。首先探讨了水力作用的施加,其次给出了水力劈裂准则和开裂追踪方法,然后应用修正J积分法计算应力强度因子,编制了水力劈裂模拟的无单元法程序,最后应用该程序对一算例进行了计算。结果表明所介绍的方法和程序合理可行,为岩体水力劈裂模拟提供了可靠的手段。     

岩体水力劈裂临界水压力影响因素及机理研究

为了研究材料强度、初始裂缝开度、初始缝长和轴向压应力对岩体水力劈裂临界水压力的影响,采用水泥砂浆作为岩体相似材料,进行岩体水力劈裂试验,探讨其水力劈裂破坏机理。试验结果表明,岩体水力劈裂临界水压力与材料强度和轴向压应力存在正相关关系,轴向压应力较材料强度对水力劈裂临界水压力影响大;水力劈裂临界水压力与初始裂缝开度、初始缝长呈负相关关系,初始缝长对水力劈裂临界水压力敏感性比初始裂缝开度大。随着缝内水压的增大,岩体初始裂缝的裂尖扩展,裂隙水流渗入到损伤劣化区,在裂隙水流的双重力学作用下,损伤区裂隙、孔隙扩展贯通形成宏观裂缝,宏观裂缝在缝内水流双重力学作用下,裂尖应力强度因子超过断裂韧度,岩体失稳破坏。     

水工混凝土材料研究进展综述

概述了长江科学院材料与结构研究所70 a来在水利水电工程混凝土材料方面的研究成果与创新。研究成果推动了水工混凝土原材料向多元化、功能化、地缘化、低碳化发展,引领大坝混凝土材料性能设计理念从强度主导向耐久性转变;为国内外众多大中型水利水电工程提供了先进的水工混凝土配合比设计;在水工混凝土裂缝控制、耐久性提升、高性能化等方面解决了诸多工程难题;积累了丰富成果和经验,促进了水工混凝土技术的进步。未来将继续聚焦重大水利工程、常规水电和风光水储等新能源开发对新材料、新技术、新工艺的需求,助力碳达峰、碳中和国家战略的实现。     

水工混凝土建筑物剥蚀破坏的修补

水工混凝土建筑物的安全运行是有关国计民生的重大问题，因此建筑物因老化而产生的病害及其修补技术日益受到各级有关部门的重视，水工混凝土建筑物由于耐久性不良而产生的病害种类较多，但从外观破坏上总的可分为三大类，即裂缝，渗漏及剥蚀，冲磨和空蚀剥蚀，钢筋锈蚀产生的混凝土保护层剥蚀，水质化学侵蚀以碱活性骨料反应而产生的混凝土剥蚀，本文在总结我国水工混凝土建筑物病害处理技术的经验教训基础上，详细地介绍了五类剥蚀     

浅谈水工混凝土修复技术

在水下工程建设中,由于设计或施工不当以及恶劣的工作环境,混凝土会逐渐老化、破损,特别是在工业侵蚀环境中的建筑物和构筑物,其服务龄期远远低于设计期龄,若不及时加固,其结构性能会明显退化,很可能造成结构的破坏.结合在映电总厂三座电站震后恢复生产施工中的相关经验,探讨了水工混凝土的修复技术,论述了混凝土修复材料的几种主要类型,分析了水工混凝土的修复技术及其应用.     

水工混凝土建筑物新型修补材料及其技术的研究

水工建筑物的病害治理需要有可靠的技术，其中修补材料的选择是十分重要的一环。本文中在总结中国水利水电科学研究院结构材料研究所参与的修补工程及使用的材料的基础上，介绍了近年来有关国内外及该所新研制、开发应用的修补材料及其技术、工程应用等经验，可供科研、设计、施工参考。     

水工大体积混凝土温度裂缝成因及对策研究

水工大体积混凝土温控防裂一直是工程界长期关心和大力研究的重要课题,文章对温度裂缝的分类、产生的成因等进行研究,结合以前工程实践,提出预防措施,供有关人员参考。     

水工建筑物混凝土新型防护材料研究与应用

水工建筑物由于经常受到水压、水流冲刷、冻融或干湿循环等作用,容易出现渗漏、老化、溶蚀破坏及腐蚀等问题,缩短了建筑物的服务寿命.以聚氨酯和聚脲为基体,通过聚合反应或物理添加的方式,开发出新型含氟聚氨酯和氟改性聚天冬氨酸酯聚脲两种防渗抗裂涂层材料;通过三氟氯乙烯与不同的乙烯基醚和乙烯基酯的共聚制得了绿色环保的水性氟碳树脂涂...