新老混凝土缝面应力仿真及早龄期原型试验验证

关于新老混凝土缝面应力的研究成果主要集中在实验室,缺乏对实际工程新老混凝土缝面早龄期力学发展规律的原型试验研究,且现有仿真计算程序虽然考虑了新老混凝土缝面的早龄期应力发展情况,但不能确定所计算得到应力的合理性。以浙江省澥浦泵站为例,设计了该工程新老混凝土缝面早龄期原型试验,获取了该工程新老混凝土缝面应变和温度历时曲线,利用已有的弹模公式计算得到缝面应力历时曲线。同时,根据实际浇筑计划,对混凝土泵站的施工期温度场和应力场进行了仿真计算,再利用原型试验数据验证仿真计算结果的正确性。计算结果表明：原型试验获取的温度和应力历时曲线与仿真计算结果比较吻合,证明现有仿真计算程序对大体积混凝土的新老混凝土缝面计算较为准确,计算得到的应力值比较符合实际现象。     

短龄期新老混凝土粘结强度等效系数

试验采用3种粘结剂对3种混凝土进行粘结,以劈拉强度作为评价指标,将这3种粘结剂对混凝土的粘结效果进行对比,旨在找出3种混凝土中最适宜使用粘结剂的混凝土。另外首次提出了新老混凝土粘结强度新的评价指标——粘结强度等效系数β(某种混凝土粘结劈拉强度与同种混凝土基准试件劈拉强度的比值),并以β值作为指标对这3种混凝土进行对比。通过对粘结强度等效系数的对比可得3种界面粘结剂用于普通硅酸盐水泥配制的混凝土的粘结效果均优于其它2种水泥配制的混凝土的粘结效果,普通硅酸盐水泥配制的混凝土在新老混凝土粘结试验中对界面粘结剂的适用性最强,其28 d的粘结强度最大值可以达到混凝土基准试件劈拉强度的0.86,粘结效果最佳。     

第二龄期老混凝土与新混凝土粘结劈拉强度研究

实际工程混凝土浇筑意外中断时有发生,恢复浇筑新混凝土时,中断前的老混凝土很多处于第二龄期。为提高第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能,通过采用不同水灰比水泥净浆和不同掺量粉煤灰水泥浆界面剂,研究不同水泥第二龄期老混凝土与新老混凝土7 d和28 d粘结劈拉强度的变化规律。结果表明:三种水泥混凝土粘结劈拉强度均随水泥净浆界面剂水灰比的增大而减小;水泥净浆(使用水泥为普通硅酸盐水泥)界面剂对普通硅酸盐水泥的粘结效果最好,次之为矿渣硅酸盐水泥,最差为复合硅酸盐水泥。界面剂中掺加粉煤灰可在一定程度上改善第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能。     

冬季早龄期混凝土表面保护时刻分析

通过仿真分析软件FZFX3D,以一个冬季开始混凝土浇筑的模型坝为例,计算了混凝土浇筑后表面一直裸露和浇筑后立即覆盖保温材料两种工况,分析了特定高程上混凝土的温度分布、热流量以及坝体整体温升,建议了冬季混凝土表面保护的最佳时刻。     

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...     

大坝混凝土早龄期温度变化下自收缩变形研究

采用温度匹配(TMC)和绝热两种温度养护模式,对某大坝混凝土(高粉煤灰掺量)开展温度-应力试验(TST)。结合温度匹配(TMC)和绝热养护情况下实际测量的自由试样的应变,得出大坝混凝土的一个系数(热膨胀系数)和一个规律(温度变形规律),结合两者分析温变环境下混凝土的收缩变形规律。研究结果表明,大坝混凝土的自收缩在早龄期会随时间变化而改变,温度变化过程会对其自收缩变形产生影响;对于同一种类别的混凝土,其自收缩在绝热模式和温度匹配模式情况下的发展规律存在差异,绝热模式要大于温度匹配模式;基于试验结果对比发现,现存的“等效龄期”预测法仍存在一些缺点,需要深入研究并改进。     

新老混凝土黏结力学性能的时间效应研究

采用碳化箱快速碳化、人工加机械复合的凿毛方法处理老混凝土黏结面,通过试验研究了新混凝土与碳化混凝土黏结的力学性能及随龄期的变化规律。结果表明:新老混凝土黏结力学性能较新、老混凝土本体的弱;老混凝土的碳化可以增强新老混凝土的黏结力学性能;随着龄期的延长,新老混凝土的黏结力学性能也在增强;龄期较短时,水泥净浆界面剂的效果优于硅灰界面剂,当龄期达到180 d时,硅灰界面剂的效果优于水泥净浆界面剂。     

三峡工程岩体结构面刚度特性试验

结合三峡永久船闸高边坡工程，在试验室条件下，对三峡岩体结构面的剪切刚度和法向刚度特性进行了专门试验研究。试验成果分析表明：剪切刚度量值决定于结构面本身的起伏糙度和强度以及法向应力的大小，法向刚度量值主要取决于结构面的张开状态及岩体的风化程度。     

低热水泥混凝土早龄期强度试验与成熟度分析

为定量分析养护温度对低热水泥混凝土早龄期强度的影响,设计3,7,14,28 d 4种龄期和5,20,40,60℃4种养护温度,开展不同养护温度下低热水泥混凝土抗压、劈拉和轴压强度试验.基于成熟度理论,计算了不同工况下试件的成熟度指标,选取对数、指数和双曲线函数形式拟合强度参数与成熟度指标的关系.结果表明:养护温度越高,...     

早龄期混凝土中锚杆锚固 强度试验研究

通过对混凝土中锚杆进行拉拔试验,研究并分析锚杆锚固直径、锚固长度及混凝土龄期与锚固强度的关系。实验结果表明：锚固力随混凝土龄期的增长呈非线性增长趋势,但增长速度逐渐减慢,并趋于稳定;锚杆的锚固力随锚杆直径、锚固长度增加而增大。但在混凝土早龄期锚杆直径对锚固力影响并不明显,应重点考虑混凝土强度增长确定合理的锚固长度。试验结果和理论分析为改善衬砌结构的受力状态、优化拆模时间提供了参考依据。     

混凝土早期热-力学模型及工程应用

考虑混凝土早期强度的本构关系,结合化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升方程的影响,对大体积混凝土结构早期的温度场和应力场进行研究。温度场的求解基于等效时间的非线性热传导方程,应力场求解考虑混凝土初期徐变影响。结合苏州轨道交通地下车站工程实例,对大体积混凝土施工期和运行期温度场和应力场进行仿真计算。结果表明,夏季开始浇筑的车站主体结构必须采取适当的温控措施,以保证大体积混凝土不产生温度裂缝。     

新老混凝土粘结断裂韧度计算方法探讨

本文在新老混凝土粘结试件三点弯曲切口梁断裂试验的基础上，对影响新老混凝土粘结而断裂性能的主要因素进行了显著性分析，其各因素对粘结断裂韧度影响的显著性大小依次为界面粗糙度、界面剂类型、粘结龄期、混凝土强度、混凝土粗骨料最大粒径等，并推导出新老混凝土粘结断裂韧度的多因素计算公式，可为工程设计和加固维修提供参考。     

丰乐拱坝加厚新老混凝土结合处理效果评价

目前拱坝贴厚加固处理大多采用经验方法,为解决拱坝贴厚加固工程的安全性和经济性问题,采用ANSYS有限元计算程序对丰乐拱坝加厚新老混凝土结合处理措施进行非线性有限元分析。选取新老混凝土结合处理的锚杆设置参数(锚杆直径、间距、锚杆埋入老混凝土的深度)及参数水平作为变量,以正交试验设计的思想来安排有限元试验方案,并选取新老混凝土结合面的开裂度作为评价指标。计算结果表明,加厚处理时新老混凝土用锚杆联结可以有效地减小结合面的开裂度,并给出了经济有效的锚杆设置方案。     

高海拔地区混凝土坝温控防裂及工程应用研究

我国大型水电资源开发的重心已向云南、四川、青海和西藏等高海拔、高寒地区转移。此类地区气候环境条件恶劣,对混凝土大坝的筑坝技术、温控设计和施工方法提出了新的要求和挑战。本文重点分析介绍了高海拔地区的气候特征、筑坝材料特点、混凝土温度控制的特点以及混凝土温控防裂的关键技术和研究成果,并结合目前在建的西藏地区藏木水电站混凝土重力坝工程,介绍了高海拔、高寒地区混凝土温控技术的应用情况及存在问题。     

水管冷却混凝土温度场分析

在文献【3】的基础上,基于冷却水管与混凝土之间热量交换的平衡原理,提出水管冷却混凝土温度场问题有限元求解的改进迭代算法。通过试验验证及在工程中的应用,说明该算法不但在理论上精确、严密,而且具有很高的迭代计算效率和计算精度。     

数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统的开发和应用

大坝混凝土裂缝产生的一个重要原因是信息不畅导致措施与管理不到位,即信息获取的不及时、不准确、不真实、不系统,以及温控施工过程温差大、降温幅度大、降温速率大、温度梯度大等,这些问题最终导致混凝土裂缝的产生。为了解决上述问题,采用信息化、自动化、智能化技术手段,结合黄登工程建设,建立了个性化理想温度控制曲线模型、温度和流量预测预报模型、温控效果评价模型、开裂风险预警模型等在线实时分析模型;开发了全坝全过程仿真分析关键技术与程序,以及普适、稳定和高精度的自动化监测和控制的仪器和设备;研发各软件功能模块和子系统,并集成为一个完整的数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统。本系统实现了海量温控及相关要素的全面、准确、及时地自动化采集,实现了海量温控信息的自动化分析、评价和预警报警以及干预措施决策支持,实现了全坝"无人工干预"理想化智能化通水冷却,在提高通水冷却施工质量的同时降低了施工差错率。应用该系统对黄登水电站大坝温控信息进行动态高效地集成管理和实时控制分析,从根本上达到混凝土温控防裂的目的,提高了黄登水电站建设质量和信息化管控水平。