大坝混凝土强度参数的统计分析

抗拉强度和抗压强度是常用的两种混凝土强度指标。抗拉强度可以采用轴向拉伸试验、弯曲试验和劈裂抗拉强度试验测定,抗压强度由立方体抗压强度试验测定。大坝混凝土的材料试验常采用全级配大试件和湿筛小试件两种形式。不同尺寸试件、不同类型试验的混凝土强度指标存在一定的统计关系。本文结合实际混凝土大坝工程,对全级配混凝土及湿筛混凝土的各种静、动强度试验结果进行总结,研究混凝土强度的率效应、尺寸效应,分析各强度指标之间的定量关系,并与国内、外规范及相关成果进行比较,为实际工程提供可参考的依据。     

大坝全级配混凝土抗冻性的试验研究

采用相同的水胶比、含气量、高频振捣方法和试件尺寸等,成型全级配和二级配混凝土大试件,进行冻融、强度和超声波波速等试验.试验结果表明,全级配混凝土的抗冻性低于二级配混凝土,经200次冻融循环后,全级配混凝土的不可恢复变形约为二级配混凝土大试件变形的三倍,其强度和超声波波速的下降速率均大于二级配混凝土.全级配混凝土内部高含...     

低热水泥全级配混凝土真实强度确定方法

真实的全级配混凝土强度参数是准确分析大坝结构工作性态的基础条件。本文提出了一种低热水泥全级配混凝土真实强度的确定方法。该方法首先采用成熟度法对现场浇筑、天然养护条件下大坝混凝土的强度试验结果展开分析,确定全级配和湿筛混凝土强度的换算关系;进而通过环境箱恒温养护条件下混凝土的强度试验获得湿筛混凝土强度的预测公式;最后结合已确定的强度换算关系,建立全级配混凝土真实强度的预测公式。该预测公式的验证与应用结果表明：预测公式可满足实际大坝工程使用需求,且可为大坝结构分析提供相较于传统方法更为真实的低热水泥全级配混凝土强度参数。     

全级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线试验研究

混凝土受力破坏过程中的应力-变形全曲线能够宏观地反映混凝土在各个受力阶段的变形、内部微裂缝的发展、损伤积累、最终破坏等一系列过程,同时又是分析和计算混凝土构件承载力和变形的重要参数,因而备受研究者们的重视.但由于受试验条件的限制,国内外对混凝土轴向拉伸全曲线的研究,目前一般限于截面为25cm×25cm及以下尺寸,对大尺寸、全级配混凝土试件的轴向拉伸应力-变形全曲线的试验研究资料还很有限.本文利用自行研制的试验装置,以锦屏拱坝为背景,成功地进行了两组尺寸为450 mm×450 mm×1350mm的全级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线的测试,根据试验结果拟合出混凝土轴拉应力-变形全曲线经验公式.有关成果可供大坝安全评价和设计部门参考.     

特高拱坝真实断裂参数研究的必要性与可行途径

本文以溪洛渡特高拱坝为例,阐述现场浇筑全级配水工混凝土,进而确定特高拱坝真实断裂参数的方法与流程。分析特高拱坝混凝土真实断裂参数研究的必要性与可行性;建议现场浇筑成型试件与试验研究的有效途径。基于所提方法,在溪洛渡特高拱坝的施工现场浇筑成型楔入劈拉试件,并进行断裂性能的相关测试。本文研究结果表明:采用在施工现场浇筑成型全级配水工混凝土试件,并进行断裂试验,可更为准确地确定特高拱坝的真实断裂参数。     

三级配混凝土轴向拉伸应力～变形全曲线的试验研究

通过对三级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线的试验研究，提出了可以推广应用于全级配混凝土相应试验研究的加载装置和加荷方式．     

钢纤维混凝土与老混凝土粘结剪切性能试验研究

采用Z型粘结试件直接剪切试验,研究钢纤维混凝土与老混凝土粘结剪切性能.分析了新混凝土钢纤维体积率、界面粗糙度、界面剂种类等对粘结面剪切性能的影响,得到了粘结面剪切应力-剪切滑移曲线.结果表明,钢纤维混凝土与老混凝土粘结剪切强度随界面粗糙度的增大而增加;不同的界面剂对粘结剪切强度有不同的影响;钢纤维改善了新老混凝土粘结面的剪切变形性能,在钢纤维体积率的一定范围内,随钢纤维体积率的增加,钢纤维混凝土与老混凝土粘结剪切强度、相对剪切极限变形均不断增加.在试验基础上,提出钢纤维混凝土与老混凝土粘结剪切应力-位移关系式和钢纤维混凝土与老混凝土粘结剪切强度的计算式.     

自密实混凝土强度尺寸效应的试验与数值仿真

自密实混凝土(SCC)是通过掺加高效减水剂而得到的流动性极佳的混凝土,具有很高的流动性,不离析、不泌水,无须振捣便可达到自密实的效果.本文对边长为70.7mm的立方体小试件在不同边界条件下进行单轴压缩试验,用以研究端部效应对SCC强度及破坏形态的影响.为了避免端部效应对尺寸效应的影响,本文考虑减摩措施,对边长为70.7mm、100mm、150mm、200mm、300mm立方体SCC试件进行单轴压缩试验,试验结果表明,随着试件尺寸的增加,混凝土的单轴抗压强度不断减低,即呈现出明显的尺寸效应现象,符合Weibull强度统计理论.此外,基于混凝土细观概率模型进行相应的数值仿真,通过对比数值模拟结果与试验结果,验证了该模型能较好地模拟混凝土尺寸效应现象.     

纤维对沥青混凝土路用性能影响的探讨

通过将纤维加入沥青混凝土中制成马歇尔和车辙试件,进行一系列的试验,研究沥青混凝土掺纤维后的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性能,并与普通密级配沥青混凝土进行路用性能的对比分析.     

小湾拱坝湿筛混凝土动态弯拉应变率效应试验研究

结合小湾拱坝,试验研究了湿筛混凝土动态弯拉率效应.试验采用MTS322动静万能试验机和简支梁三分点加荷法.加载应变率为:1×10-6s-1、1×10-5s-1、0.9×10-4s-1和0.9×10-3s-1.进行了12个尺寸为150mm×150mm×550mm的试件的试验.获得下列主要成果:1)湿筛混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量和弯拉峰值割线模量随着应变率的提高而提高,抗弯极限拉伸值则相反,弯拉泊松比不随应变率变化;2)与应变率1×10-5s-1相比,应变率为1 × 10-5s-1、0.9× 10-4s-1、0.9×10-3s-1的湿筛混凝土弯拉强度分别提高了16%、33%、38%,弯拉弹性模量分别提高了2%、5%、13%,峰值割线模量分别提高了7%、24%、33%,抗弯极限拉伸值分别降低了1%、3%、5%;3)依据试验结果,建立了湿筛混凝土静动态弯拉强度、弯拉弹性模量、弯拉峰值割线模量和抗弯极限拉伸值计算公式.研究成果为高拱坝混凝土的抗震设计和安全评价提供依据.     

温度对水工沥青混凝土弯曲性能影响的试验

本文针对-30℃~ 25℃温度条件下的水工沥青混凝土开展了小梁弯曲试验,重点分析温度对水工沥青混凝土面板的各项力学性能指标的影响。试验结果表明：（1）温度对水工沥青混凝土的应力-应变特性有着密切关系。在-30℃~ 0℃温度区间,应力-应变曲线近似成线性关系,试件的应力达到峰值后发生断崖式下跌,呈脆性破坏;在0℃~ 25℃温度区间,试件应力达到峰值后经历一定程度的塑性变形后断裂,呈延性破坏。（2）水工沥青混凝土随着温度升高,其抗弯强度、弯曲模量逐渐降低,变形能力提高;随着温度的降低,峰值应变减小。（3）研究提出的经验公式较好反映了水工沥青混凝土在不同温度条件下弯曲性能的变化特性,与试验结果吻合较好。     

水电站充水保压蜗壳结构仿真分析

应用面-面接触非线性理论,考虑钢蜗壳与外围混凝土的接触滑移,分别对断面直径大小不同的轴对称充水保压蜗壳模型进行了施工、逐级加压过程的仿真计算,主要对钢蜗壳打压后的变形、蜗壳与混凝土的间隙及其应力变化过程三方面进行研究。计算结果表明,若蜗壳断面直径较大,水重对钢蜗壳打压后的变形以及逐级加压过程中钢蜗壳与外围混凝土的间隙变化过程影响较大,但对应力变化影响较小;若蜗壳断面直径较小,水重对上述三方面的影响都很小;无论蜗壳断面直径大小,是否考虑蜗壳与支墩的接触滑移对上述三方面的影响都较大。     

基于声发射技术的含初始缺陷混凝土破坏分析

初始缺陷对混凝土的变形和破坏特性有着重要的影响。本文对含有不同尺寸、不同倾斜角度初始缺陷的混凝土试件进行单轴压缩试验,并基于声发射技术分析混凝土的变形和破坏特性。试验结果表明：（1）与完整试件相比,含有初始缺陷的混凝土试件对应的峰值应力和峰值应变均减小,应力应变曲线在加载初期表现出较为明显的上凹趋势,卸载段曲线更为平缓,但是残余强度的变化没有明显规律。（2）含有初始缺陷的混凝土试件破坏过程可分为4个阶段：裂缝萌生、扩展、聚结、贯穿破坏。（3）当初始缺陷的倾斜角度为0°和90°时,混凝土试件主要以拉伸破坏为主,当初始缺陷的角度为30°、45°和60°时,混凝土试件沿着初始缺陷方向发生剪切破坏。     

黏性土-结构接触面剪切变形时的渗透机理分析

高心墙堆石坝在心墙和岸坡混凝土垫层间常设有一层接触黏土。这层接触黏土在缓解心墙与混凝土之间较大的不协调变形的同时还应具有较强的抗渗能力。接触面附近土体在高水头作用下产生大剪切变形,处于复杂的应力、变形和渗流状态。工程界普遍对此处是否更容易发生渗透破坏抱有疑问。接触面剪切-渗流试验的结果显示,在土体与结构之间发生较大剪切错动的情况下,渗透性呈现减小的趋势,但对其机理尚不清楚。本文在Biot固结理论的基础上,结合剪切渗透系数模型反映物理状态和变形对渗流场的影响,利用接触面单元反映试验中不同部件之间的接触关系,建立多体-多场耦合分析方法,对接触面剪切-渗流试验进行了数值模拟。通过分析计算结果,揭示了在接触面剪切-渗流的过程中,土体内部的应力-变形和孔隙比的演化过程以及渗透特性的内在机理。     

堆石料残余体应变对计算面板堆石坝永久变形的影响

混凝土面板堆石坝地震永久变形的预测非常重要。根据它可直接判断大坝的安全,并为抗震预留坝高提供依据。一个时期以来,同时计入堆石料残余体应变对面板坝永久变形计算有多大影响存有争议。采用饱和排水动三轴试验方法得到的动应力～残余应变关系计算坝体的永久变形,所得数值一般偏大。而风干堆石料在排气状态下的三轴试验,目前只能考虑残余剪应变。本文利用前人对不同试验方法得到的动应力～残余应变关系进行面板堆石坝地震永久变形计算做了比较,结果表明：由于坝体运用期间有部分堆石浸水,故其永久变形的计算对浸水线以上坝体采用风干料排气试验结果只考虑残余剪应变,浸水线以下坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变,比整个坝体采用饱和料排水试验结果同时计入残余体应变和残余剪应变为合适。     

考虑温度变化和长期变形的面板堆石坝模拟

面板裂缝是影响混凝土面板堆石坝安全和性能的关键因素之一。本文基于ABAQUS软件,开展了堆石体长期变形与混凝土水化热、时空不均匀分布温度场边界施加等二次开发,以老挝某混凝土面板堆石坝为研究对象,研究了堆石体长期变形、混凝土水化热、环境温度变化的联合作用机制。分析了堆石体长期变形量值、面板浇筑时间过程、环境温度数值和分布模式等对面板应力变形的影响,揭示了混凝土浇筑后早期水化热温升和环境温度影响导致面板表面较大顺坡向拉应力是面板大量早期水平裂缝的主要原因;同时也发现,即使对于浇筑后较长时间,考虑温度变化情况下计算出的面板拉应力也高于不考虑温度变化情况。计算分析可为面板浇筑时机选择,面板温度裂缝、变形裂缝分类防控等提供技术依据。     

含沙量对高速水流空蚀影响的试验研究

本文在小型循环式水洞中试验研究了含沙量对高速水流空蚀影响的机理。首先,在小型循环式水洞的水箱内筒中人工配制了低含沙量、中含沙量、高含沙量的挟沙水流,用红外测沙仪测定了挟沙水流的含沙量,用压力动态数据采集系统量测了不同含沙量时空蚀区的压力;其次,为了探究含沙量对空蚀和磨蚀的影响,制作了不同龄期、不同配合比的混凝土试件,分别在空化区和空蚀区安装混凝土试件,使混凝土试件在不同含沙量工况下进行5 h的空蚀和磨蚀试验,通过混凝土试件每小时的重量损失来表征空蚀量和磨蚀量。试验结果表明：中值粒径d50 = 1.09 mm（沙粒）,含沙量S = 0 ~ 30 kg/m3工况下,水洞空蚀区各测点的压力和空化数随含沙量的增加而升高,促进了空蚀的发生;混凝土试件配合比、龄期不变时,混凝土试件的空蚀程度随含沙量的增加而加剧,空蚀范围扩大。较高强度配合比的混凝土试件在不同含沙量时的抗空蚀能力优于较低强度配合比（的混凝土试件,且含沙量越高,其抗空蚀能力的差距越明显;随着养护时间的延长,混凝土试件在不同含沙量的抗空蚀能力也在增强;相同试验历时的混凝土试件磨蚀量远小于空蚀量,意味着含沙高速水流对混凝土试件的空蚀作用远大于泥沙的磨蚀作用。     

高海拔地区特高压换流站大尺寸复合支柱绝缘子直流污闪特性

在海拔2 100m的国家特高压工程实验室,采用恒压升降法全面深入地研究了一大一小和一大两小伞形、6.25m(5支串联组成)绝缘高度的两种大尺寸复合支柱绝缘子的直流污闪特性。试验表明:一大两小伞形大尺寸复合支柱绝缘子的直流污闪特性优于一大一小伞形;大尺寸试品的直流污闪电压与盐密、灰密均成幂函数关系,盐密对U50%的影响程度明显大于灰密;与短串试品相比,盐密对大尺寸试品的影响较大;随着上、下表面污秽比的增大,大尺寸试品直流污闪电压增加不超过10%;在绝缘高度6.25m范围内,直流污闪电压与复合支柱绝缘子串长呈良好线性关系,但由于试验数据存在一定的分散性,大尺寸试品线性推导值和试验值相差约15%;大尺寸试品的紫外放电光子数大于短串,同时,受污秽不均匀分布的影响,大尺寸试品的中、下部紫外光子数稍大于上部;大尺寸试品的中、下端电弧桥接现象剧烈,电弧大范围跨接更为明显。     

粉煤灰对掺新型镁质类膨胀剂的大体积混凝土力学性能的影响

本文研究粉煤灰对大体积混凝土的抗压强度、收缩变形、应力-应变等力学性能的影响,研究结果表明：使用50％的粉煤灰能够改善大体积混凝土90天抗压强度,抑制其收缩与膨胀变形,150天的收缩应变约降低33％,试件开裂时的应变从0．08％延长为0．15％,是不含粉煤灰混凝土的1．875倍。