考虑温度历程的混凝土坝实测应变转换应力分析

由于混凝土各项性能和水泥水化反应密切相关,因此混凝土热学和力学性能的发展不仅与龄期有关,还与自身温度和温度历程有关,而传统混凝土坝实测应变转换应力计算理论中尚未考虑温度历程的影响,这导致转换获得的拉应力并非真实应力。基于等效龄期理论与变形法基本原理,推导了考虑温度历程的实测应变转换应力公式,并给出了考虑温度历程的实测应变转换应力计算步骤;结合西北地区典型混凝土坝对比分析了考虑温度历程及不考虑温度历程的转换应力,分析表明,西北寒冷地区的典型混凝土坝温度范围为6.4~37.0 ℃,考虑温度历程的拉应力与不考虑温度历程的最大差值为0.49 MPa,且差值峰值出现在早龄期,此时混凝土强度尚未充分发展,若不考虑温度历程影响,则无法进行准确的安全评价。     

高贝利特水泥在水电站工程中的应用试验研究

通过与中热水泥（PMH）混凝土的对比试验,发现高贝利特水泥（HBC）与PMH的28d强度、极限拉伸植、劈拉强度和弹性模量基本一样。在相同配合比的情况下,从混凝土温度达到最高温度历时来看,HBC混凝土比PMH混凝土推迟约144h,且HBC混凝土的绝热温升降低约4.1℃可见,用高贝利特水泥（HBC）配制的水工混凝土具有比PMH更优越的热学性能,可解决大体积混凝土由于温度应力而导致的开裂问题,可在水工大体积混凝土工程中推广应用。     

快速浇筑条件下混凝土坝早龄期开裂风险分析

以南水北调工程某混凝土重力坝施工为例,分析与探讨了不同浇筑层厚度、不同层间间歇期、不同浇筑温度等对混凝土坝早龄期温度与应力的影响,对早龄期混凝土的温度与应力特性和开裂风险进行了深入分析研究,并提出了相应的确保应力安全的防裂方法。研究内容为快速浇筑条件下大坝混凝土温度控制标准和温控措施的制定提供技术支持。     

养护环境对混凝土限制收缩开裂影响研究

在高海拔极端环境下,混凝土浇筑和养护过程中易出现裂缝,影响结构的工程质量和安全运行。通过圆环法混凝土限制收缩开裂试验,研究了不同温度(-5、10、25、40℃)、湿度(50%、65%、80%)对混凝土早龄期受限收缩开裂的影响,揭示了早龄期混凝土开裂的机理。结果表明：早龄期混凝土的抗压强度和弹性模量随养护温度和湿度的提高而增大,抗压强度随龄期的增长比弹性模量随龄期的增长更加明显;养护温度的降低或养护湿度的增大会减轻混凝土的干燥收缩以及自收缩作用,从而减小混凝土的内部应力,提高其抗开裂能力;提出了混凝土早龄期限制收缩开裂的预测模型,可准确预测混凝土早龄期限制收缩开裂时间。研究成果为混凝土开裂控制技术提供了基础数据支撑。     

粉煤灰掺量对高水胶比混凝土抗裂能力的影响

通过试验对高水胶比(w/b=0.45)条件下,不同粉煤灰替代率(0、20％、50％、80％)对混凝土材料参数和早龄期阶段开裂行为的影响进行了研究.材料参数试验结果表明,随着粉煤灰替代率由0增至80％,混凝土28 d龄期的弹性模量、劈拉强度和抗压强度分别降低了49.4％、68.4％和75.1％.混凝土温度应力试验结果表明...     

渭沱水电站冲沙泄洪闸闸墩开裂分析

渭沱水电站冲沙泄洪闸8~#闸墩出现了开裂,本文通过对闸墩温度场和温度应力进行计算分析后,认为早龄期混凝土过水是导致闸墩开裂的主要原因。     

基于试验和仿真的混凝土早龄期抗裂特性方法研究

目前的混凝土抗裂性能研究方法存在不足,无法考虑工程实际中混凝土温度变化过程,不能考虑混凝土结构所受的约束状态,更不能考虑早龄期阶段的抗裂特性.针对这一问题,中国水利水电科学研究院自主开发了混凝土开裂全过程仿真试验系统,该系统既可以进行混凝土全龄期抗裂性能研究,试验得出真实温度历程、不同约束度条件下的混凝土材料参数,特别...     

温度应力对大体积混凝土开裂的影响分析

大体积混凝土产生裂缝的主要原因是因块体温度场变化引起块体的体积变化。文章着重研究了温度应力对大体积混凝土开裂的影响,并从理论上加以分析,同时阐述了控制温度应力防止大体积混凝土开裂的一些措施。     

快速浇筑情况下随机因素对混凝土坝开裂影响分析

混凝土坝厚浇筑层、短间歇期、均匀连续快速施工方法的应用对加快混凝土坝建设进度、施工节资意义重大,但采用快速施工方法引起的混凝土坝仓面裂缝问题值得重视.以某在建混凝土重力坝为例,分析与探讨了低温浇筑及长间歇、气温骤降等随机因素下,快速浇筑混凝土坝仓面的应力特性和裂缝机理,对早龄期混凝土坝仓面开裂风险进行了深入分析研究,提出以温度的空间梯度和时间梯度作为混凝土开裂风险的判别指标更为合理.     

丰满水电站大体积混凝土容许降温速率研究

现有大体积混凝土温控研究主要强调对内部最高温度以及温差的控制,而对降温阶段的起始时间以及容许降温速率的研究较少,导致严寒地区某些工程在完善的温控措施下仍然存在不同程度的开裂。以丰满水电站工程为例,采用容许降温速率评价大体积混凝土的开裂风险,利用有限元仿真分析软件对不同龄期混凝土的容许降温速率进行研究,分析降温速率对温度应力的影响作用,研究不同阶段的降温速率控制指标。研究结果表明,容许降温速率与混凝土相应龄期的抗力关系密切。针对丰满水电站大坝混凝土,建议早期降温速率在0.65℃～1.20℃,中期降温速率在0.40℃～0.60℃,后期降温速率要低于每天0.30℃,以降低开裂风险。     

两种低热与中热硅酸盐水泥混凝土热力学特性对比分析

结合白鹤滩水电站大坝主体混凝土,全面对比了2种低热与中热硅酸盐水泥混凝土的抗压强度、干缩率、自生体积变形和绝热温升等热、力学特性。研究结果表明:采用相同水胶比和粉煤灰掺量时,低热硅酸盐水泥混凝土的7,28 d龄期抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗压弹模均低于中热硅酸盐水泥混凝土,90 d龄期时2种水泥混凝土的强度基本相当,180 d龄期时低热硅酸盐水泥混凝土超过中热硅酸盐水泥混凝土;2种水泥混凝土的干缩率较接近,低热硅酸盐水泥混凝土的28 d绝热温升比中热硅酸盐水泥混凝土低2.0~3.5 ℃,2种水泥混凝土的自生体积变形均表现为微膨胀。综合比较认为,该低热硅酸盐水泥混凝土的抗裂性能优于中热硅酸盐水泥混凝土。     

玄武岩纤维对水泥土力学性能的影响效应研究

水泥土中掺入玄武岩纤维,在不同的水泥含量(10%、15%、20%、25%)条件下,选取5种长度(6 mm、12 mm、18 mm、24 mm、30 mm)和4种掺量(0.3%、0.5%、0.7%、1.0%)作为变量,制作不同龄期的立方体试块(7 d、14 d、28 d),进行无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验,研究玄武岩纤维掺入水泥土后对水泥土抗压强度和抗拉强度的影响效果,最终确定了玄武岩的较优掺入长度为18 mm,最优掺量范围为0.5%~0.7%。结果表明,玄武岩纤维对水泥土抗压抗拉强度均有所提升。     

戈壁地区不同养护方式下混凝土桥墩回弹强度与试块强度试验研究

为了研究戈壁地区不同养护方式下混凝土桥墩的回弹强度与试块强度的变化规律,首先对原材料的各项性能进行了检测与分析,然后通过对戈壁地区不同养护方式(标准养护、大气养护、土工布包裹养护、橡塑板包裹养护)下混凝土桥墩及同条件试块在不同龄期(3,5,7,14,28,56 d)时的强度进行了测试和分析,将所得的混凝土桥墩回弹强度及试块强度的发展规律进行了公式拟合和验证。结果表明:①按照大气养护、土工布包裹养护、橡塑板包裹养护、标准养护的顺序,混凝土抗压强度、抗拉强度、拉压比逐渐增大;②戈壁地区不同养护方式下,混凝土桥墩的回弹强度小于试块强度,两者的差值在3~9 MPa之间,随着龄期的增加两者的差值逐渐减小;③戈壁地区混凝土养护方式保温保湿效果越好,回弹强度与试块强度之间的差值就越小;④提出了戈壁地区不同养护方式下混凝土回弹强度及试块强度的计算公式,所得公式经验证误差较小,可以作为强度计算的参考。     

不同温度对混凝土坯层间劈裂抗拉强度影响试验研究

研究不同环境温度作用下混凝土坯层间性能的变化规律,对预测施工风险及施工过程中准确控制坯层结合质量具有重要意义.通过测定低热水泥混凝土在不同温度作用下坯层间的劈裂抗拉强度及坯层覆盖时下层混凝土的含水量和贯入阻力,对不同温度作用下低热水泥混凝土坯层间性能劣化机理进行了分析.结果表明:随着温度的升高,低热水泥混凝土的贯入阻力...     

低热水泥混凝土在特高拱坝中应用的可行性分析

针对低热水泥混凝土早期强度低,在大坝主体中应用较少,低热水泥混凝土能否应用于高拱坝工程仍存疑虑的情况,以白鹤滩工程为例,采用室内试验资料对比和有限元仿真结果对比相结合的方法,对白鹤滩拱坝拟采用的中热水泥混凝土和低热水泥混凝土的材料特性和温度应力仿真结果进行了对比分析。结果表明,从材料特性的角度来看,低热水泥与中热水泥混凝土各有优劣,低热水泥混凝土早龄期强度低不利于防裂,但低热水泥的绝热温升低、早期发热慢、弹模小、徐变大这些因素均有利降低整体应力水平,后期强度高则有利于提高后期安全系数,降低开裂风险。此外,有限元计算结果表明,在相同的温控措施和边界条件下,低热水泥混凝土最高温度比中热水泥混凝土低2～3℃,低热水泥混凝土冷却全过程的安全系数均要大于中热水泥混凝土,且在2. 0以上。研究成果进一步证实了低热水泥混凝土比中热水泥混凝土具有更好的抗裂特性,可以应用于特高拱坝,也为白鹤滩拱坝全坝采用低热水泥混凝土提供了重要支撑。     

基于欧洲规范的钢纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

在欧洲规范ＣＥＢ－ＦＩＰＭｏｄｅｌＣｏｄｅ1990可计算出普通混凝土任意龄期的抗压强度、劈拉强度与 弹性模量的基础上,通过测试不同钢纤维掺量的陶粒混凝土在不同龄期（1ｄ、2ｄ、3ｄ、5ｄ、7ｄ、14ｄ、28ｄ） 时的抗压强度、劈拉强度和弹性模量,并与理论值作对比,验证现有欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学 性能随龄期发展规律预测的适用性和准确性。研究表明:欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学性能随龄 期发展规律在最初的5ｄ或3ｄ并不适用;采用1ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算其他各龄期 的抗压强度、劈拉强度与弹性模量小于采用7ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算得到的相对误 差的最大值。建议采用1ｄ、28ｄ的抗压强度、劈拉强度和弹性模量计算掺钢纤维的陶粒混凝土任意龄 期的抗压强度、劈拉强度与弹性模量。     

闸墩内部水管冷却和表面保温措施的抗裂作用研究

本文针对闸墩施工期混凝土易开裂的问题,分析了闸墩在施工期混凝土的开裂原因,说明了采取闸墩内部水管冷却和表面保温两种不同温控措施的防裂机理与效果。指出单纯表面保温措施能虽够减小闸墩早期内外温差和表面拉应力,却使得混凝土的温升和温降幅度加大,闸墩冷缩期内部拉应力显著增加。于是提出内部水管冷却和适度表面保温相结合的闸墩温控防裂新思路,并已在姜唐湖泵送混凝土退水闸工程中得到应用,严寒季节施工的所有16孔闸室泵送混凝土都没有开裂,收到了较好的防裂效果。