水工有压隧洞衬砌双K断裂理论分析及裂缝宽度计算

2005年制定的我国电力行业标准《水工混凝土断裂韧度试验规程》以双K断裂理论为理论依据,该理论所发展的闭合解析解形式简单且物理意义明确,试验技术方法简易可行,能够很好地描述裂缝的起裂、稳定扩展和失稳扩展。本文以该理论为出发点,对进行的大比尺水工有压隧洞模型试验中存在的三种衬砌结构断面即素混凝土断面、单筋断面和双筋断面进行了断裂力学分析,推导计算了它们在不同内水压下的应力强度因子,确定了三种不同衬砌结构的双K断裂参数,为研究水工有压隧洞衬砌结构的裂缝扩展过程和破坏机理提供了一种有效的方法。此外,给出了基于断裂力学的裂缝宽度计算式,计算了单双筋衬砌结构在不同内水压力下的裂缝宽度,并根据SLT191—96规范和DL/T5195—2004规范计算了裂缝宽度,发现断裂力学计算值、SLT191—96规范计算值与试验结果三者吻合很好,DL/T5195—2004规范计算值小于试验结果。     

钢筋混凝土构件裂缝宽度控制分析

在总结各规范裂缝宽度计算公式的基础上,对比分析了各规范裂缝宽度控制的基本理论、裂缝宽度控制方式、最大裂缝宽度定义以及裂缝宽度限值规定等内容,为国内规范裂缝宽度控制的改进研究提供了科学依据。     

An analytical study on the water penetration and diffusion into concrete under water pressure

Because concrete is a type of porous material, water or air can permeate freely into the concrete and that decreases the durability of concrete. Therefore, it is possible to permeate some corrosion inhibitors from the surface of concrete to inside the concrete due to its porosity even the steel-frame location by applying water pressure.The objective of this study is to investigate the depth of the water penetration in concrete forced under pressure. For achieving this purpose, the experiments for the depth of penetration were executed through selecting related factors and levels, such as water pressure and water pressurizing time. The water flow in concrete was examined theoretically and experimentally. As a result, in the case of the low water pressure approximately at 0.15 MPa or less, it was found that the flow showed a Darcy seepage flow and the same flow as an ordinary sand stratum. However, in the case of the high water pressure, the flow was diffused as a seepage flow that is accompanied by an internal deformation of concrete. This study attempts to develop a method that penetrates corrosion inhibitors to the location of steel bars and investigate the penetration depth of corrosion inhibitors by verifying water penetration in concrete under applied pressure.     

水工混凝土裂缝的施工控制

根据工程实际情况，分析了水工混凝土裂缝产生的原因，提出了裂缝存在的危害性，介绍了相应施工方面采取的具体控制措施，以提高水工混凝土的施工质量，保证建筑物的安全稳定性。     

钢筋混凝土构件裂缝宽度计算研究

因我国GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中尚未列入HRB500级钢筋,《规范》尚未给出HRB500级钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度验算方法。为尽快在我国工程领域推广这种新型钢筋,需对HRB500级钢筋混凝土构件的裂缝宽度进行研究。本文在学习参考国外裂缝宽度控制措施的基础上,探讨了HRB500级钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算问题。     

水工混凝土裂缝成因及控制

针对水利工程质量的重要性,分析了水工混凝土质量缺陷产生的原因,阐述了控制混凝土裂缝的具体措施和水工建筑物裂缝处理方法,以确保水工混凝土的工程质量。     

混凝土受弯构件裂缝宽度公式的比较研究

通过对典型计算实例的研究,详细对比分析了美国ACI318—08规范,欧盟EUROCODE-2（EC2）规范及中国GB50010-2002规范中的裂缝宽度控制规定及相关条文,并考虑了可靠度影响,依照不同规范定量计算得出了各国单向受弯构件的裂缝宽度。     

钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度控制

简要介绍了我国结构设计规范和美国设计规范中对钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度控制方法的差别,讨论了各规范中计算公式的背景,分析了裂缝宽度的影响因素,为设计中简便、安全地控制裂缝宽度提供了参考。     

浅析水工混凝土温控防裂措施

给出了有限元分析方法中的混凝土裂缝模型及其应力应变关系，以较好地模拟水工混凝土的开裂作用，从而有利于利用有限元法进行仿真分析，然后结合实际工程阐述了水工混凝土温度控制与防裂的技术措施，供相关人员参考。     

陶粒混凝土梁斜裂缝宽度计算研究

在前人研究的基础上,通过对12根试验梁的试验观测结果和数据进行分析研究,提出了适合钢筋陶粒混凝土梁裂缝估算的公式,以期为陶粒混凝土的进一步推广应用奠定基础。     

超大保护层钢筋混凝土梁短期裂缝宽度试验研究

为研究超大保护层水工钢筋混凝土梁的裂缝特征以及评估其对DL/T 5057—2009《水工混凝土结构设计规范》裂缝宽度计算公式的适用性,进行了10根截面宽度为200～300 mm、高度为400～1 000 mm、保护层厚度为25～150 mm配置HRB400钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,得到梁的开裂荷载、裂缝间距的大小与分布、裂缝宽度等,分析了混凝土保护层厚度对梁的裂缝间距和裂缝宽度的影响,结合短期裂缝试验结果,采用DL/T 5057—2009《水工混凝土结构设计规范》的裂缝计算公式进行了对比计算。结果表明：在正常使用状态下,当混凝土保护层厚度小于60 mm时,裂缝平均间距随保护层厚度的增大而增加;当混凝土保护层厚度超过60 mm时,保护层厚度对裂缝平均间距影响不大;平均裂缝间距、平均裂缝宽度和短期最大裂缝宽度试验值与按DL/T 5057—2009计算的结果相比总体上偏小。根据试验结果并参考相关规范,给出平均裂缝间距计算式,并根据黏结滑移理论得到了适用于超大保护层厚度的钢筋混凝土梁短期最大裂缝宽度计算式,经与裂缝试验资料对比计算,其短期最大裂缝宽度与试验结果吻合较好。     

水工墩墙混凝土裂缝成因和防裂措施

分析了水工墩墙混凝土裂缝的常见形式和成因,从混凝土材料选取、优化结构布局、温度控制和施工工艺等方面提出了相应的防裂措施,以供广大工程技术人员参考。     

保护层厚度对钢筋混凝土结构裂缝宽度的影响

以两个钢筋混凝土结构受弯构件(分别为强度控制工况和裂缝控制工况)为例,根据国内现行规范分析了钢筋的混凝土保护层厚度对荷载作用下横向裂缝宽度的影响。结果表明:根据不同行业规范得到的同种工况下的横向裂缝宽度计算值存在较大差异,这个问题值得进一步研究并作出合理解释;混凝土结构横向裂缝宽度计算值一般随钢筋的保护层厚度的增大而增大;钢筋的混凝土保护层的加厚虽然会引起受拉区混凝土裂缝宽度的增大,但对整体结构耐久性而言利大于弊,不必为了控制裂缝宽度而忌用较厚(50~100mm)的保护层。     

钢纤维增强钢筋混凝土梁裂缝宽度的统一计算方法

根据钢筋钢纤维部分增强混凝土梁正截面受弯性能的试验研究成果,分析了钢纤维对平均裂缝间距、钢筋应变不均匀系数和钢筋应力的影响,提出了与普通钢筋混凝土梁裂缝宽度计算方法相衔接的钢纤维增强钢筋混凝土梁裂缝宽度的统一计算方法。结果表明,在梁截面部分地加入钢纤维能够达到全截面加入对裂缝的限制效果,提出的裂缝宽度计算公式计算简便,可用于实际工程设计。     

浅谈水工混凝土常见裂缝与控制措施

阐述了控制水工混凝土裂缝的必要性,分析了混凝土裂缝产生的原因,提出了控制混凝土裂缝的具体措施,以提高水工建筑物的美观性和耐久性,为水利工程长期良好运行提供保障。     

水工混凝土结构裂缝预防与修补技术综述

针对水工混凝土结构裂缝的严重危害,分析了水工混凝土产生裂缝的原因,介绍了裂缝的类型,从设计、原材料、施工过程三方面阐述了裂缝的预控措施,并对裂缝的处理方法进行了总结,对水工混凝土构筑物病害处理具有指导意义。     

透水混凝土的透水性能试验研究

为解决透水混凝土堵塞问题,首先设置对照组,改变骨料粒径、水灰比和静压时间,研究透水混凝土透水性能变化情况,然后对比高压水枪、清水、吸尘器3种清洗方式对堵塞状态下透水混凝土透水性能的影响。结果表明,透水混凝土的透水能力随骨料粒径与孔隙率的增大而增大,随水灰比和静压时间增大而减小。水灰比小于0.33时,对透水系数影响较小;静压时间在0~90 s之间时,透水系数变化最为明显。高压水枪清洗后透水系数恢复比率达85.04%,该方法对堵塞试件的透水性能恢复效果最好,其次是吸尘器,恢复比例为63.85%,清水组最差,仅为41.6%。     

钢筋屈服后混凝土梁的裂缝宽度与变形关系研究

通过钢筋混凝土梁的静力加载试验,研究了钢筋屈服后混凝土梁的裂缝宽度与变形、钢筋应变的关系,提出了变形特征值和裂缝特征值的概念,并建立了相应的关系式。为实际工程中以简单易测的裂缝宽度作为综合反映变形、裂缝、钢筋应变的性能指标对构件的损伤程度进行评价,提供了理论依据,对钢筋混凝土梁的损伤识别及实际的加固修复工作具有一定参考价值。     

配置表层钢筋的混凝土梁裂缝和刚度试验探讨研究

进行6根配置表层钢筋的混凝土梁和2根未配置表层钢筋的混凝土梁受弯性能试验,研究其裂缝和变形特点,同时对配置和未配置表层钢筋构件的裂缝宽度和挠度进行对比分析。试验结果表明,在构件的混凝土保护层中配置表层钢筋能有效地控制其裂缝宽度,增加其短期刚度。分析表层钢筋对钢筋混凝土梁裂缝间距和裂缝宽度的影响规律,提出相应计算公式,并参考欧洲规范有关规定对配置表层钢筋的混凝土梁提出设计建议。根据试验结果,提出正常使用状态下考虑表层钢筋的短期刚度计算公式。根据文中公式计算的结果与试验结果符合较好。     

混凝土表面裂缝宽度测量的图像分析法

针对采集到的混凝土表面裂缝的图像特征,介绍了采用裂缝定量分析法进行图像处理的方法,从而得到研究区域的裂缝宽度及其方差,结果表明：该定量分析法处理图像效果好,数据稳定,且简单易行.