硫酸盐干湿-盐蚀下混凝土冷缝面损伤分析

我国西部地区地下水和土壤中富含硫酸盐,危害混凝土结构、减少服役寿命。在浇筑过程中,两层混凝土之间产生冷缝,冷缝面微裂纹多、孔隙大是离子流通的主要通道,是结构盐蚀破坏的薄弱面。通过浇筑间隔为0.25 d、0.5 d、7 d和28 d的带冷缝混凝土试件,经历0次、30次、90次和150次硫酸盐干湿-盐蚀循环,结合压剪试验探究浇筑间隔和干湿-盐蚀周期双因素影响下,混凝土冷缝面的黏结退化规律。结果表明：浇筑间隔越久冷缝面黏附力越低;浇筑间隔越短,冷缝面黏附力变化越明显,呈对数函数关系;干湿-盐蚀循环30次内,浇筑间隔对耐蚀性的影响不显著,干湿-盐蚀循环90次后,浇筑间隔对耐蚀性的影响差异逐渐增大;在浇筑间隔增大和干湿-盐蚀循环次数增加的双重影响下,会加速冷缝面的黏结失效。     

宁电二期1 000 MW塔式炉超大体积混凝土基础浇筑组织

国华宁海电厂二期5 号机组1 000 MW 塔式炉超大体积混凝土基础, 一次浇筑量达7 800 m3。超大体积混凝土基础浇筑的质量控制难点是防止出现施工冷缝和温度裂缝; 精确计算资源需求、保证充足的资源投入可以作为防止出现施工冷缝的主控措施; 优化配合比、保温措施、加强温度监测可以作为防止出现温度裂缝的主控措施。     

基于CT图像和K-Means聚类算法研究混凝土细观损伤

混凝土CT图像细观损伤区没有明显的灰度特征,基于阈值及边缘检测的图像分割方法难以提取细观损伤信息。论文首次提出应用K-Means聚类算法深度挖掘混凝土CT图像内部蕴含的细观损伤信息。首先,对圆柱体混凝土试件进行了单轴静力压缩CT试验;然后,依据轮廓系数确定最优聚类簇数,利用K-Means聚类算法在非监督状态下寻找混凝土CT图像的最优划分,获得了包含细观损伤信息的分区图;最后,统计了细观损伤区域像素点总数,计算了混凝土损伤度。结果表明：从破坏区和细观损伤区图上能直观地观察到各应力阶段混凝土内部细观损伤的演化规律。细观损伤度随应力的变化具有规律性,峰值荷载前细观损伤发展经历了相对稳定期和稳定发展期,峰值荷载后细观损伤度减小,损伤聚集在裂缝周围,细观损伤经历不稳定发展期。K-Means聚类算法在分析混凝土损伤演化方面具有明显优势。     

河谷地形对面板堆石坝应力位移影响的分析

本文分别采用沈珠江双屈服面弹塑性模型和清华弹塑性损伤模型描述堆石料和土与结构接触面,采用三维有限元分析方法计算了不同河谷宽高比时大坝的应力和位移。结果表明河谷地形对于大坝应力和位移特性有显著影响。河谷宽高比减小后,坝基对坝体的约束作用加强,导致：（1）坝体的变形减小;（2）面板的挠度随之减小;（3）面板顺坡向应力出现了拉应力从而增大了面板出现拉裂缝的可能性;（4）面板顺坝轴向拉应力减小,顺坝轴向压应力则出现先减小后增大的趋势;（5）面板周边缝张开量明显减小。     

堆石料干湿循环变形特性试验研究

采用中型三轴试验仪,对堆石料进行了各向等压条件下与偏应力条件下的干湿循环试验,探究堆石料在浸水湿化和排水干燥循环过程中的变形特性以及应力状态对堆石料干湿循环变形的影响。试验结果表明:在各向等压条件下,较低围压时,干湿循环过程中的湿化体变量随围压的增加而增加,较高围压时,不呈现此规律;且湿化体应变主要发生在初次浸水饱和的过程中。偏应力条件下,湿化变形的方向与发生湿化时加载变形的方向一致,而排干过程中变形的方向朝体缩方向发生明显偏转,可能主要发生流变变形;初次浸水湿化变形的变形量非常显著,在试验条件下初次湿化轴变量与总湿化轴变量的比值为75%~95%;较低围压时,初次湿化轴变量随着围压与应力水平的增加而增大,而较高围压时随围压的变化不符合此规律。堆石料试样在干湿循环过程中发生的变形(体应变与轴向应变)随循环次数逐渐增加,并趋于稳定,可用双曲线模型来表示试样干湿循环变形随循环次数的变化。     

硫酸盐干湿循环下纤维混凝土的耐久性及寿命

针对西部寒旱盐碱地区环境下的混凝土侵蚀破坏机理,设计制作了0、10%、20%、30%粉煤灰掺量的纤维混凝土试件（纤维掺量同为0.9%）,进行两组硫酸盐干湿循环试验（组一：0粉煤灰掺量在2%、5%、10%硫酸钠溶液干湿循环;组二：0、10%、20%、30%粉煤灰掺量在5%硫酸钠溶液干湿循环）。分析研究了试件的质量、抗压强度和劈拉强度的变化规律,采用GM(1, 1)模型模拟了抗压强度耐蚀系数变化规律,预测不同条件下混凝土服役寿命。结果表明,10%硫酸钠溶液的侵蚀速度快于2%和5%浓度硫酸钠溶液;10%的粉煤灰掺入可以减缓纤维混凝土抗压强度下降速度,增强其耐久性;GM(1, 1)模型预测结果表明10%粉煤灰掺量混凝土寿命优于其他三组,与试验结果相符。     

基于应力腐蚀的断路器储能机构失效原因分析

储能机构是断路器重要组成部件,为断路器切断线路电流提供能量。某500 kV变电站断路器在运行过程中出现频繁补压的现象。经分析,该储能机构活塞缸体存在裂纹,储能机构工作油缸和输油孔贯通,导致工作油缸内油压无法维持而频繁补压。进一步分析表明,储能机构选材及强度设计均满足要求,但液压油中水含量超标,在工作油缸应力集中处形成应力腐蚀开裂环境,导致工作缸发生应力腐蚀开裂。     

低热硅酸盐水泥大坝混凝土施工关键技术研究

低热硅酸盐水泥(简称低热水泥)混凝土早期强度发展缓慢,其施工工艺、施工进度、温控措施及其效果等方面与中热水泥混凝土有较大差异。为了论证高拱坝采用低热水泥混凝土的可行性,2013年6月在溪洛渡拱坝30号、31号坝段开展了低热水泥大坝混凝土施工关键技术研究,结果表明,与常规的中热硅酸盐水泥(简称中热水泥)混凝土相比,低热水泥混凝土冲毛时间延后16~20 h、拆模时间延后约24 h,但因大坝混凝土浇筑备仓时间通常在7~10 d左右,采用低热水泥混凝土对拱坝施工进度无影响;在浇筑温度、水管间距、一期通水水温和通水流量基本相同的条件下,拱坝混凝土最高温度采用低热水泥可比中热水泥降低4.6℃,封拱灌浆后的温度回升也较中热水泥混凝土低1.2℃;其他条件相同时,低热水泥混凝土的最大顺河向应力比中热水泥混凝土减小19%?65%,抗裂安全系数普遍提高且均大于2.0;拱坝低热水泥混凝土坝段横缝可以张开,接缝灌浆注入量与中热水泥混凝土坝段相近。截至目前,溪洛渡拱坝采用低热水泥大坝混凝土浇筑的30号、31号坝段尚未发现任何裂缝,低热水泥大坝混凝土施工质量和温控防裂效果优良。     

改善预应力闸墩施工程序的有限元分析

分析了预应力闸墩在主要荷载(弧门水推力和锚束预应力)作用下应力分布的基础上,从改善传统的施工程序入手,提出了在浇筑混凝土锚块时于锚块中间预留施工缝,待锚束张拉完毕后,再将施工缝回填,以便增加锚束在闸墩表面产生的预压应力。文章采用有限元计算手段对该方案进行了分析研究。结果表明,预应力闸墩采用预留施工缝后,预应力锚束的预压效果显著提高。     

考虑施工期温度作用的碾压混凝土重力坝分缝设置研究

考虑碾压混凝土坝的实际成层浇筑过程和施工期的温度作用,采用混凝土开裂本构模型,利用三维瞬态有限元方法模拟仿真分析了大坝施工期至运行期的温度应力及综合应力.大坝整体的仿真计算结果表明,在坝段中部设置的人工短缝开裂后,有效地避免了随机裂缝的发生.坝体表面人工短缝的开裂应力在顺河向的分布具有一定的规律性,且存在一个极限开裂范围.建议人工短缝的设置深度为4.5米.     

冻融循环后砂岩卸荷过程应变能转化特征研究

为了探究寒区隧道围岩在开挖卸荷状态下的力学性质，研究经历不同冻融循环次数的砂岩在三轴卸围压过程中的应变能转化特征。结果表明：（1）随冻融循环次数增加，卸荷屈服过程中峰值强度明显降低，塑性变形过程中出现明显平台阶段；（2）应变能转化过程可分为四个阶段，在峰前卸荷过程中，轴压吸收的应变能主要转化为弹性应变能储存，而冻融循环产生的损伤则加剧了以上过程；（3）峰后应力跌落过程中，存储的弹性应变能迅速释放，耗散能迅速增加，环向回弹变形做负功消耗的应变能迅速增大；（4）破坏表现出张剪破坏特征，随冻融循环次数的增加，张裂纹数量增加，颗粒破碎更为明显。本研究对进一步揭示冻结岩石卸荷损伤破坏规律有着重要的意义。     

黄河大跨越铁塔承台大体积混凝土施工技术

在特高压1 000 kV 黄河大跨越施工中, 跨越塔N3 基础设4 个承台基础及连梁, 混凝土方量大。为满足高标准的要求, 决定采取不设施工缝、一次性浇注成形的方案。在施工中, 为避免水泥水化热、温度应力和混凝土的收缩变形产生有害裂缝, 制定了详细的技术措施和施工方案, 在原材料选用与配合比设计、混凝土供应与浇筑、混凝土内部温度检测与表面养护等方面采取了有效的措施, 取得了满意的效果。     

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。     

混凝土冲击破坏动力特性及能耗规律研究

为探究冲击速度和骨料率对混凝土动力特性及能量传递规律的影响,设计了骨料率为0、32%、37%和42%的混凝土试样,利用SHPB装置进行了速度为5、6和7 m/s的冲击压缩试验。系统分析了冲击速度和骨料率不同时混凝土动态变形、动强度增长及能量转化规律,并利用双因素方差分析法研究了冲击速度和骨料率对动强度的影响程度。结果表明：冲击压缩作用下,混凝土试样主要以拉伸劈裂破坏模式为主。混凝土动强度随骨料率和冲击速度的增大而增大,而且相较于骨料率,冲击速度对动强度的影响程度更大。冲击速度介于5 ~ 5.8 m/s时,DIF随骨料率的增加而增加;冲击速度介于5.8 ~ 7 m/s时,DIF随骨料率的增加而减小。混凝土试样透射能随冲击速度和骨料率的增大而增大,而反射能、吸收能和吸能占比均随冲击速度的增大而增大,随骨料率的增大而减小。     

低温循环环境下不同含水状态砂岩剪切性能

针对低温循环环境下不同含水状态砂岩剪切性能展开试验,分析含水状态、低温循环作用对砂岩剪切性能的影响规律。研究结果表明：低温循环作用后,相同含水量砂岩试样内摩擦角、凝聚力有不同程度降低,并随含水率增加而加剧。砂岩剪切破坏面粗糙度系数随饱水系数增加呈不同程度增大趋势。含水砂岩剪切破坏形态受低温循环作用因素影响较为显著,粗糙度系数随低温循环次数呈显著的幂函数递增关系。砂岩内摩擦角、凝聚力损伤因子随粗糙度系数增量呈显著指数函数递增关系。研究结论可为低温环境下砂岩剪切损伤模型的建立、寒区受损砂岩剪切性能原始状态反演分析提供依据。     

乌东德地下电站主厂房梭式布料机浇筑技术

依托乌东德左岸地下电站主厂房施工,针对混凝土施工与金结施工干扰大的特点,设计一种不依靠桥机就能够独立运行的梭式布料机,减少两个专业施工的相互干扰。采用“受料斗+供料皮带机+上料皮带+溜管+梭式布料机+橡胶皮管”的混凝土浇筑系统,能够浇筑三级配及以下常态混凝土,大幅提高施工效率。针对主厂房混凝土下料难度大的特点,设计能够伸缩、旋转的梭式布料机,保证浇筑无盲区。应用结果表明,梭式布料机浇筑技术具有施工布置简单、使用灵活、独立运行、浇筑强度大、施工质量好和安全可靠等优点。     

高堆石坝面板随机动力分析和抗震效果研究

强震作用下,高面板堆石坝面板中上部会产生较大顺坡向拉应力,可能导致面板开裂。已有研究表明,针对顺坡向拉应力较大的区域设置永久水平缝可有效降低该应力,而以往对于其抗震措施效果的研究多采用单一地震动进行确定性分析,缺乏考虑地震动过程不确定性对抗震措施效果的影响。本文以300 m高坝为例,基于随机动力方法,确定了面板顺坡向高拉应力区,并对水平缝设置长度进行讨论。联合广义概率密度演化方法,分别选择特定方向和典型单元对水平缝影响区域和顺坡向拉应力的降低作用进行研究,结果相互验证。从概率角度表明了水平缝抗震效果,并为其他抗震措施效果的研究提供新的思路。