现场浇筑大坝混凝土与湿筛混凝土起裂韧度换算关系研究

本文研究现场浇筑大坝混凝土与湿筛混凝土起裂韧度的换算关系。利用中国某特高拱坝施工现场拌合楼生产混凝土拌合物,浇注成型不同试件尺寸的骨料最大粒径150 mm的大坝混凝土试件,以及骨料最大粒径40 mm的湿筛混凝土试件。通过试验分别获得了大坝混凝土及湿筛混凝土各试件的起裂荷载,进而由有限元计算得到其起裂韧度。分析了大坝混凝土与湿筛混凝土的起裂韧度随试件尺寸变化而变化的规律,研究发现,不论大坝混凝土试件,还是湿筛混凝土试件,当韧带高度与骨料最大粒径比值大于等于6.0后,起裂韧度均趋于稳定值。基于试验结果,建立了小尺寸湿筛混凝土试件推求大尺寸大坝混凝土试件起裂韧度的关系式。     

基于串并联弹簧模型的混凝土黏聚律及裂缝扩展全过程分析

基于串并联弹簧随机损伤模型,结合损伤模型和断裂模型的耗散能等效原理计算得到了混凝土裂缝黏聚律;基于微弹簧断裂应变服从Weibull分布和对数正态分布,研究了不同概率密度函数对裂缝黏聚律的影响,并比较了所获得的黏聚律与采用位移等效方法获得的黏聚律的区别。依据得到的黏聚律模拟了三点弯曲梁裂缝扩展全过程,结果表明:混凝土裂缝黏聚律受微弹簧断裂应变服从的概率密度函数影响;基于串并联弹簧随机损伤模型得到的裂缝黏聚律基本不受串并联弹簧模型层数影响,避免了获取黏聚律时的模型层数敏感性问题。     

不同骨料级配混凝土的双轴压强度试验和破坏准则

针对某大坝实际工程,用液压伺服静动态三轴试验系统,对某大坝工程不同骨料级配和尺寸的混凝土试件在双向压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究。试件采用大坝原级配最大骨料粒径为80mm的立方体试件以及相应的湿筛混凝土试件,尺寸分别为250mm×250mm×250mm、150mm×150mm×150mm、100mm×100mm×100mm。试验过程测得了所有试件两个加载方向的应力和应变以及未加载方向上的变形,探讨了不同级配混凝土的双轴抗压强度、极限变形、应力-应变曲线以及破坏形态的变化规律。试验发现大骨料混凝土在双轴压作用下的极限强度和变形能力要比相应的湿筛小骨料混凝土提高的更多,最后分别在主应力空间和主应变空间建立了不同级配混凝土的破坏准则。     

原级配大体积混凝土的徐变

一、前言大体积混凝土,一般为四级配(或三级配)骨料,所用的骨料最大粒径为150mm(或80mm)。由于试件尺寸的限制,φ15×45cm的徐变试件采用湿筛后的二级配混凝土(骨料最大粒径为40mm)。湿筛二级配混凝土不同于原级配混凝土,最重要的一个区别是湿筛混凝土的灰浆率比原级配的大,因此,用小试件     

全级配大体积混凝土强度的试验研究

大体积混凝土采用三级配骨料(最大粒径为80mm)或四级配骨料(最大粒径为150mm),全级配骨料大体积混凝土经湿筛成二级配混凝土,其粗骨料含量由60％～70％降为20％～30％。由于混凝土组成发生了变化,     

基于全级配试件性能的大坝混凝土抗裂性分析

为了解大坝实体混凝土的抗裂特性,系统测试了分别用灰岩和花岗岩人工骨料制备的全级配混凝土(最大骨料粒径为150 mm)的力学性能、变形性能和热学性能,基于上述性能计算分析了全级配混凝土的抗裂指数,并与湿筛二级配混凝土(最大骨料粒径为40 mm)进行了对比分析。试验结果显示,全级配混凝土各项性能与湿筛二级配混凝土性能之间存在一定的比例关系:7～180 d龄期,抗压强度比在0.85～1.16之间,轴向抗拉强度比在0.49～0.70之间、极限拉伸值比在0.60～0.83之间。计算结果显示,不考虑干燥收缩作用,灰岩骨料、花岗岩骨料全级配混凝土的抗裂指数分别在0.79～1.17之间和0.53～0.75之间,高于湿筛二级配混凝土的抗裂指数。研究结果表明,由于全级配混凝土中骨料的体积比大于80%,骨料岩性、物理性能对混凝土极限拉伸值、徐变、热膨胀系数等性能起决定作用,因此对混凝土抗裂性能具有重要影响,灰岩骨料混凝土的抗裂指数高于花岗岩骨料混凝土,抗裂性能更好。     

三峡大坝全级配混凝土力学性能试验研究

对骨料最大粒径为80mm的三峡大坝全级配混凝土的力学性能进行了试验,并与相同配比经湿筛的混凝土标准试件的力学性能进行了比较。结果表明二者在性能上有较大差别,主要表现为大骨料对混凝土的轴向抗拉强度和极限拉伸值影响最大。同时还给出了全级配混凝土和湿筛后混凝土各项力学性能的比值, 供设计参考。     

水工全级配大体积混凝土抗渗特性的试验研究

将全级配大体积混凝土经湿筛除去骨料粒径大于40mm的颗粒后成型成小试件,通过测试其抗渗标号来评价大坝混凝土的抗渗性能,必然造成试验结果与大坝实际混凝土性质的差异.对全级配大体积混凝土抗渗特性的试验研究结果表明:全级配大体积混凝土的抗渗能力仅为湿筛小试件的15.1%～72.9%.显然用湿筛小试件混凝土的抗渗指标表征水工全级配大体积混凝土的抗渗特性是不真实的,高估了水工全级配大体积混凝土的抗渗能力.     

锦屏一级拱坝混凝土全级配与湿筛试验分析

水工大坝混凝土力学特性试验迄今仍采用湿筛成型小尺寸试件进行,而湿筛试验过程中往往剔除大于40 mm大骨料,造成试验结果无法真实反映实际大坝混凝土的性能指标。结合锦屏一级高拱坝混凝土强度测试要求,开展其单轴抗压、单轴抗拉、极限拉伸及弹性模量等指标的全级配试验,并与湿筛试验进行对比。结果表明:在尺寸效应和骨料湿筛效应的影响下,大骨料混凝土全级配试件28 d以上龄期的强度和变形均比湿筛小骨料试件相应龄期的强度和变形小。     

水工全级配与湿筛混凝土强度关系的研究

在分析总结现有试验结果和已有混凝土尺寸效应模型的基础上,认为影响全级配和湿筛混凝土强度的主要因素是控制性裂纹的长度,并从脆性材料细观破坏机理出发,分析了混凝土在轴拉、劈拉和轴压荷载下的破坏模式,得到了不同形式荷载下的混凝土内控制性裂纹长度,研究了最大骨料粒径对混凝土强度的影响规律。研究表明,随着最大骨料粒径的增加,混凝...     

基于数字图像处理的土石坝坝料合格性智能检测方法

土石坝坝料的合格性检测通常是通过判断现场筛分试验获得的级配参数是否满足设计要求来实现的,然而通过筛分试验获取级配参数的方法存在采样率低,操作过程繁琐,智能感知程度差等缺点以致检测结果代表性差。为了提高坝料级配参数的智能检测程度,依托辽宁某电站现场挖坑检测位置处的图像和级配数据,采用融合空间信息的直觉模糊C均值聚类(SIFCM)算法进行土石坝料数字图像的分割,并利用等效椭球体积的方法实现了土石坝料的三维体积重构,进一步通过基于BP神经网络的级配修正模型修正后,得到真实条件下的坝料全级配特征曲线,进而获得评价坝料合格性的4个指标：最大粒径、P5含量、曲率系数C_c和不均匀系数C_u。实际工程应用表明,本文建立的基于SIFCM＿BP算法的坝料级配特征智能识别修正模型具有较高的识别精度,本文方法为大坝碾压施工前坝料合格性快速判别与施工过程中坝料压实特性的实时评价提供了重要支撑。     

关于坝体混凝土的强度分级、结构抗力标准值及其分项系数

坝体混凝土的强度分级、结构抗力标准值及其分项系数等参数是混凝土坝设计规范中的重要参数,针对目前各有关规范之间对这些参数存在诸多与国家标准《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》不相一致之处,本文指出:在对坝工混凝土强度分级中,由标号R(kg/cm2)改为以等级C(N/mm2)表示后,最近的重力坝和拱坝设计规范中又采用按Cd(N/mm2)和C90(MPa)分级,显然有违与国际标准保持一致及与其它有关规范相协调的初衷;对修编中的拱坝设计规范中,不能以坝体混凝土湿筛试件替代承载能力极限状态方程中的结构抗力的材料性能标准值;在从单一安全系数套改分项系数时,不能改变结构抗力的分项系数γm和结构系数γd的内涵,并将两者混淆。最后,为使这些参数与与国家标准《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》相协调,提出了相应修改建议。     

RBF神经网络模型在砂土液化判别中的应用研究

以时松孝次收集的砂土液化数据为研究对象,选取黏粒含量ρ_c、相对密实度D_r、临界深度d_s、竖向有效应力σ′、地下水位d_w、地震震级M、最大地面水平加速度α_max和标准贯入次数SPT-N等8个砂土液化的主要影响因素作为RBF神经网络的输入参数,利用MATLAB7.0中的神经网络工具箱,对部分样本数据进行训练和测试。并利用建立的RBF神经网络模型分析了各因素对砂土液化的影响规律。结果表明：砂土液化判别指标随α_max的增加而增大,随SPT-N和d_w的增加而减小。研究成果表明,建立的RBF网络模型完全满足砂土液化判别的精度要求,能够精确模拟输入和输出之间复杂的非线性映射关系,具有较高的预测精度,具有重要的工程应用价值。     

混凝土重力坝在地震荷载下的稳定分析

采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,分析某混凝土坝在地震荷载下的响应,分析结构的稳定性和任意荷载作用下结构的破坏情况.计算结构表明:采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,可以更加直观反映混凝土坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程....     

混凝土坝中后期通水快速调控研究

混凝土坝中后期通水冷却是一个复杂多因素问题,与通水水温、通水流量和通水时间等相关。基于中后期冷却期间浇筑仓温度动态预测模型,提出了一种中后期通水快速调控方法。先将无热源水管冷却计算式和浇筑仓实测温度相结合预测浇筑仓降温曲线,然后结合中后期冷却的降温速率和目标温度,采用优化算法获得混凝土浇筑仓优化通水方案。实例分析表明,基于无热源水管冷却计算式的浇筑仓温度动态预测模型计算工作量小,混凝土坝中后期通水快速调控方法是可行的,可为混凝土坝中后期通水调控提供及时参考。     

某面板堆石坝垫层料和过渡料渗透变形及反滤试验研究

某在建面板堆石坝拟将现场开挖获得的砂砾石料筛除300 mm以上粒径组后作为上坝过渡料,筛除100 mm以上粒径组后作为上坝垫层料。此法获得的垫层料小于5 mm颗粒含量低于设计要求,垫层料与过渡料的级配包络线范围较窄且两者相差不大。由此造成垫层料与过渡料渗透性范围交叉覆盖,存在排水不畅,水力过渡不好组合的可能性。针对以上情况,对天然开挖筛分后垫层料掺入5 mm以下粒径组颗粒,以提高上坝垫层料小于5 mm颗粒含量,使其级配满足设计要求并提高其内部稳定性。掺配后的垫层料在反滤料的保护下,可以承受远超过渗流场计算得到的最大比降。本研究成果及现场工程实践表明,对垫层料掺配一定比例的细料,是类似条件工程中改善垫层区与过渡区水力过渡,提高反滤作用效果的有效途径。     

强震作用下混凝土重力坝破坏模式研究

采用混凝土弥散性裂缝模型,运用非线性模型对国内某高混凝土重力坝进行破坏模式研究。通过地震超载法得到各类典型坝段最终破坏形态,并对典型坝段的裂缝演化进行了时间历程模拟,得到裂缝出现、发展至坝体破坏全过程。研究得出了不同类型坝段在极限地震荷载作用下的破坏规律,并对重力坝抗震关键部位和薄弱环节进行了总结,为实际工程中采取工程措施提供了参考。     

地震作用下高面板砂砾石坝渗流-应力耦合研究

天然砂砾石料具有级配离散性差、间断性和施工易分离等特性,强震作用下大坝防渗体一旦发生破坏,将会带来不利影响。采用混凝土塑性损伤模型和堆石料广义塑性模型,对弱透水性高面板砂砾石坝进行动力有限元分析,确定面板损伤分布,进而计算坝体非稳定渗流场,建立以混凝土损伤模型和堆石料广义塑性模型为基础的非稳定渗流-应力耦合计算方法,分析在非稳定渗流作用下,大坝应力和变形的变化规律。结果表明:坝体为弱透水时,地震结束后大坝在非稳定渗流作用下,坝体小主应力显著减小,面板产生向上拉伸、向外弯曲趋势的位移增量,面板部分区域损伤值变大。评价大坝极限抗震能力时,除了考虑地震结束时面板的损伤状态,还应进一步考虑面板破坏后非稳定渗流对应力场的影响。