原级配和湿筛混凝土断裂性能差异的骨料含量效应

为了研究骨料含量对水工大骨料混凝土湿筛前后力学性能差异的影响,利用细观有限元方法模拟了原级配与湿筛混凝土单轴拉伸作用下的断裂过程,并分析了在原级配试件骨料含量分别为40%,45%和50%的情况下,原级配和湿筛混凝土拉伸断裂性能差异的变化规律,在此过程中还采用了Monte Carlo模拟方法消除了混凝土细观结构随机性带来的影响。分析结果表明：在骨料含量逐步提高的情况下,原级配混凝土与湿筛混凝土力学性能的差异出现了明显变化,弹性模量的比值随之相应增大,峰值应力的比值基本保持不变,峰值应变及断裂能的比值随之趋于减小。     

基于不同机制砂级配的水工混凝土性能研究

通过调整各粒径分计筛余的方式,试验探讨不同级配石灰岩机制砂对水工混凝土性能的影响。结果表明：0.30mm、0.60mm粒径的颗粒含量不宜低于《高性能混凝土用骨料》标准下限,0.60mm、0.30mm、0.15mm粒径分级筛余不宜低于50%。机制砂过细或过粗都会使得C50水工混凝土拌合物状态不良,其最合适的分级筛余范围宜取该标准的Ⅰ级筛余。     

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...     

冻融循环后全级配混凝土及其湿筛混凝土的力学性能比较

对全级配混凝土试件及其湿筛混凝土试件分别进行0次、50次、100次、150次、200次、250次和300次快速冻融循环试验。观察冻融后试件外观的变化情况,测定冻融循环后全级配混凝土和湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度,讨论了冻融循环对抗压强度、抗拉强度及其应力应变关系的影响。试验发现,冻融循环后全级配混凝土的外观破损情况较湿筛混凝土严重得多。试验结果表明,随冻融次数增加,全级配混凝土与湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度均明显降低,但全级配混凝土的降低值较湿筛混凝土的降低值大,特别是抗拉强度,降低幅度更大。两种混凝土单轴压应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向右下方移,曲线形状变得扁平,而其单轴拉应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向左下方移动,曲线变短。通过对试验结果的分析,建立了全级配混凝土和湿筛混凝土之间单轴压及单轴拉关系的数学公式,可以为寒冷地区大坝、海洋平台等的设计、维修、维护及其寿命预测等提供理论依据。     

冻融循环后全级配混凝土及其湿筛混凝土的力学性能比较

对全级配混凝土试件及其湿筛混凝土试件分别进行0、50、100、150、200、250和300次快速冻融循环试验。观察冻融后试件外观的变化情况,测定冻融循环后全级配混凝土和湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度,讨论了冻融循环对抗压强度、抗拉强度及其应力应变关系的影响。试验发现,冻融循环后全级配混凝土的外观破损情况较湿筛混凝土严重得多。试验结果表明,随冻融次数增加,全级配混凝土与湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度均明显降低,但全级配混凝土的降低值较湿筛混凝土的降低值大,特别是抗拉强度,降低幅度更大。两种混凝土单轴压应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向右下方偏移,曲线形状变得扁平,而其单轴拉应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向左下方移动,曲线变短。通过对试验结果的分析,建立了全级配混凝土和湿筛混凝土之间单轴压及单轴拉关系的数学公式,可以为寒冷地区大坝、海洋平台等的设计、维修、维护及其寿命预测等提供理论依据。     

锈染骨料对湿筛与全级配大坝混凝土力学性能的影响对比

为分析锈染粗骨料对大坝混凝土力学性能的影响,对比测试不同骨料工况湿筛及全级配混凝土的抗压、劈拉及轴向拉伸性能。结果表明:锈染物附着在原岩表层,厚约3~5 mm,锈染骨料的强度略低于无锈染骨料,且压载过程中存在劈裂剥离现象;锈染物降低了混凝土的力学性能,锈染骨料混凝土的抗压、劈拉及轴拉强度降低率分别在5%、10%及13%以内,但随龄期的增长而减小;全级配混凝土劈拉强度、轴拉强度及极限拉伸值分别为湿筛混凝土的70%～79%、56%～62%及56%～63%;试件断面内部特大石及大石分布相对均匀、有被拔出或拉断的情况,锈染骨料切口可见锈染物。研究成果可为锈染骨料对混凝土的性能影响评价及在大坝中的合理应用提供技术支撑。     

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。     

预测全级配大坝混凝土弹性模量的三相模型

在分析传统混凝土两相复合材料弹性模量计算模型不足的基础上,考虑混凝土中界面过渡区的影响,分析界面过渡区的体积与骨料体积分数、骨料颗粒级配和界面过渡区厚度之间的关系,建立预测混凝土弹性模量的三相复合材料模型,并在此基础上计算全级配混凝土与湿筛混凝土的弹性模量,并与已有试验结果进行比较,吻合良好。分析全级配与湿筛混凝土弹性模量比值与骨料及水泥基体弹性模量比值的关系,给出了随龄期变化时两者弹性模量比值的变化规律。     

三向应力状态下湿筛二级配大坝混凝土力学性能研究

结合溪洛渡大坝实际工程,通过试验研究了湿筛二级配大坝混凝土在三轴受力状态下的强度特性。提出了一种双钢板-塑料毛刷组合连接方式对混凝土施加拉压应力,这种新型连接方式传力均匀,有效消除了试件端部粘贴件对试件侧向变形的约束作用,提高了试验精度。在试验研究的基础上,建立了八面体应力空间破坏准则,为混凝土大坝按多轴强度理论设计提...     

水工三级配及湿筛混凝土单轴受压力学特性细观数值模拟

为了研究水工大骨料混凝土单轴受压的力学特性,运用颗粒流离散元软件PFC 2 D建立三级配大骨料混凝土试件模型,通过将单轴压缩数值模拟得到的强度与已有文献中三级配大骨料混凝土试验数据进行对比,标定出水工大骨料混凝土中砂浆颗粒间的接触参数、粗骨料颗粒间的接触参数以及砂浆与粗骨料接触面的细观参数,将标定出的接触参数运用到湿筛...     

乌东德大坝低热水泥全级配混凝土强度性能试验研究

为正确评价乌东德大坝低热水泥混凝土的强度性能,在施工现场分春夏秋冬4次浇筑成型低热水泥全级配和湿筛混凝土试件,开展不同龄期混凝土抗压强度、劈拉强度、轴压强度和弹性模量试验研究.根据试验结果,对低热水泥混凝土强度性能的时变特性及全级配和湿筛混凝土强度性能的换算关系展开分析.结果表明,不同季节低热水泥混凝土的抗压和劈拉强度...     

全级配与湿筛混凝土抗压强度比值问题的探讨

从混凝土受拉受压的破坏机理出发分析了全级配混凝土与湿筛混凝土抗拉、抗压强度的差异机理,并考虑现有试验方法的影响,剖析了现有试验中全级配混凝土大、小试件抗压强度比值接近于 1 甚至超过 1 的原因。由于全级配混凝土抗压强度结果受到原材料和配合比条件变化、试模平整度以及成型方法等多种因素的影响,会对试验结果带来一定误差。指出应该通过改进混凝土的成型方法,使得全级配混凝土的试验结果更能反映真实大体积混凝土的强度特性。     

基于DIC与AE技术的湿筛混凝土轴拉试验研究

为探究不同加载速率(1×10^-6、5×10^-6、25×10^-6s^-1)下湿筛混凝土的单轴拉伸试验裂缝扩展规律,结合声发射(AE)技术和数字图像相关(DIC)技术对湿筛混凝土试件进行实时监测,从而获得不同加载速率下试件位移-荷载曲线、声发射信号及裂缝扩展位置。结果表明：在轴向拉伸过程中,加载速率越快,试件损伤指数逐渐向线性发展;同时,混凝土试件的断裂主要是粗骨料与胶凝材料的胶结面破坏,并伴有少量粗骨料被拉断,骨料断裂位置与声发射能量信号反映匹配度较高;随着加载速率增加,试件主裂缝位移占轴向位移的比例显著增加,说明加载速率越快,试件内部应变集中越严重,从而加重试件破坏程度。研究成果对于湿筛混凝土断裂性能的研究具有一定的参考价值。     

层面与尺寸效应对全级配碾压混凝土力学性能的影响

对不同成型工况（有层面和无层面）的全级配碾压混凝土以及湿筛小试件混凝土进行了抗压强度、劈拉强度、极限拉伸等方面的对比试验研究,研究结果表明受湿筛尺寸效应的影响全级配碾压混凝土力学性能小于湿筛小试件,层面影响全级配碾压混凝土力学性能,且层面效应系数各不相同。将层面间隔时间控制在直接铺筑允许间隔时间内将有利于层面效应系数的提高。     

混凝土级配与集料粒径对压蒸膨胀率的影响

通过对不同级配外掺MgO混凝土试体的压蒸试验,分析了混凝土各级配的集料粒径、高胶材用量与砂率、常规胶材变化与砂率、千湿筛法成型以及全级配混凝土等不同情况对混凝土压蒸膨胀率的影响及规律,揭示了高胶材、常规胶材、湿筛法成型和全级配混凝土试体压蒸膨胀率的大小顺序关系,并论述了各种级配混凝土和全级配混凝土集料组成的微观结构特性.研究结果表明,集料粒径越大,混凝土构成越不均匀,其测试结果就越不真实,也就是说,大级配MgO混凝土试体不宜作为压蒸试体.经过论让,最终提出采用一级配混凝土作为压蒸试体,并用干筛法成型,该方案符合工程实际.     

粗骨料形状对水工混凝土强度性能影响试验研究

粗骨料形状是影响混凝土强度性能的因素之一。由于精细测量粗骨料形状尺寸的工作量大且相关试验少,导致关于粗骨料形状对混凝土强度性能的影响规律存在不确定性。首先通过人工筛选将粗骨料区分为片状石与块状石,然后随机抽取粗骨料进行形状尺寸测量,接着统计分析了骨料的球度、扁平度等形状参数,进而根据筛选的骨料,设计了3种不同片状石含量的骨料组合,并针对0. 5水胶比的混凝土开展了不同龄期抗压强度和劈拉强度试验。研究表明,虽然筛选后的骨料形状尺寸具有明显的区分度,但上述3种不同骨料形状组合混凝土的抗压强度和劈拉强度相差比较小,且与上述形状参数变化关系不明显。     

纳米级掺合料和粗合成纤维对湿喷混凝土回弹率的影响

降低喷射混凝土回弹率可提高支护效率、降低地下空间的坍塌及岩爆风险。为分析纳米级掺合料、粗合成纤维对喷射混凝土回弹率的影响,基于湿喷工艺对比了纳米级掺合料与同掺量硅灰在改善湿喷混凝土回弹率方面的差异;比较了不同纳米级掺合料掺量、细度条件下各湿喷混凝土的回弹率区别;研究了粗合成纤维掺量、长径比、混杂方式等对回弹率的影响。结果表明:应用纳米级掺合料有助于降低湿喷混凝土的回弹率;与同掺量硅灰相比,纳米级掺合料湿喷混凝土的回弹率降低了17%~25%,且回弹率随纳米级掺合料掺量提高、细度增加而降低。粗合成纤维可降低湿喷混凝土的回弹率,但受材质影响较小,存在较低回弹率的最佳长径比和掺量,分别为38和10 kg/m3。长径比76和长径比30的2种粗合成纤维混杂使用时,可进一步降低回弹率。     

填料级配及浓度对心墙沥青混凝土的性能影响分析

水工沥青混凝土的力学性能是骨料与沥青胶浆共同作用的结果,填料的级配和浓度对沥青胶浆的性质有重要影响。本文采用激光粒度分析仪测定了填料级配,以5种填料级配和3种填料浓度配制沥青胶浆,对其进行针入度、软化点和拉伸强度试验,得出填料级配及浓度对沥青胶浆物理、力学性能的影响规律,随着填料细度及浓度的增加,沥青胶浆的粘性增大,物理力学性能增强。填料浓度对心墙沥青混凝土的性能影响较大,级配相同时,随着填料浓度的增加,马歇尔稳定度增大,流值减小。     

回弹仪型号对检测水工全级配混凝土抗压强度影响研究

为研究回弹仪型号对水工全级配混凝土抗压强度的影响,以在建的2个混凝土坝为研究对象,分别采用中型回弹仪和重型回弹仪进行大坝混凝土回弹试验,对比分析了回弹值、测区换算抗压强度、抗压强度平均值、标准差、变异系数及抗压强度推定值的差异。结果表明:当混凝土抗压强度<30 MPa时,同一混凝土结构部位,重型回弹仪的回弹值小于中型回弹仪,但同一回弹值换算的抗压强度则大于中型回弹仪,这2种效应会一定程度抵消,最终的抗压强度值差别较小;当混凝土抗压强度>30 MPa时,重型回弹仪回弹值小于中型回弹仪,同一回弹值换算的抗压强度也小于中型回弹仪,2种效应叠加,导致最终的抗压强度值差别较大,应引起工程人员重视。     

矿物掺合料和钢纤维对水工混凝土性能影响研究

试验探讨了水工混凝土工作性、断裂性能、弯曲韧性以及力学性能受钢纤维、硅粉和粉煤灰掺量的影响。结果表明：增大粉煤灰掺量有利于改善拌合物工作性,其最优掺量20%;水工混凝土力学强度随硅粉掺量的增加呈现先上升后下降的变化趋势,掺2%硅粉时的强度最高;掺入钢纤维会降低拌合物工作性,但可以使受压破坏进程得到有效延缓,有利于增强弯曲韧性,掺1.8%钢纤维时的断裂荷载最高。本研究可为水利工程中高性能水工混凝土的应用提供技术支持。