干湿循环对面板混凝土抗冻耐久性的影响

针对我国北方面板混凝土服役过程中遭受的干湿与冻融循环共同作用导致的混凝土性能劣化问题,以浸烘循环和冻融循环模拟实际情况并同时考虑先后次序问题,通过对试件进行0、20、40、60次的浸烘循环预处理,开展了混凝土冻融循环试验,探究了干湿循环对混凝土抗冻耐久性的影响。试验结果表明,干湿循环在一定程度上会加剧冻融循环带来的损伤,随着浸烘循环预处理次数的增加,混凝土在冻融过程中的质量、动弹性模量、超声波波速大幅降低,渗透系数大幅增加;微观上,浸烘循环预处理造成混凝土微观层面上的初始损伤并产生初始微裂纹,使水分更易侵入混凝土,导致在冻融循环中更易产生新的微裂纹及初始微裂纹的发育,从而降低混凝土抗冻耐久性。     

河谷下切对危岩体卸荷带裂缝发育的影响

在建的金沙水电站所在地区工程地质条件复杂,经现场调查发现电站坝址区及近坝库段上游右岸的花石崖危岩体区存在有多条裂隙,裂隙发育严重危及工程安全。为此,根据危岩体边坡的地质构造和后期的地质作用,采用三维有限元数值方法建立数值模型,分期次对花石崖段河谷下切过程进行模拟,分析了河谷演化过程中河谷应力场的变化规律及卸荷特性。结果表明,下切卸荷过程中拉应力的增大形成了初始裂隙,切应力的存在导致裂隙产生错动并进一步延伸,应力集中导致河谷下切过程中应力场的不断调整,下切过程有继续开展的趋势,计算结果与裂隙位置基本吻合,表明分析方法合理、可行。     

大数据处理与随机组合在三维地质建模中的应用

针对三维地质建模中数据繁多、建模参数选取及地层建立过程复杂等问题,采用C#程序语言结合Auto CAD和CATIA进行二次开发,提取并归类数据,同时借助CATIA强大的建模功能,建立地形实体,根据多曲面随机组合分割原理,完成对地形实体的分割,实现了三维地质建模的自动化,并将其应用于实际工程中。结果表明,在数据提取中采用图层堆叠的方式对于海量数据处理具有一定优势,经优化后的三维地质建模思路能较好地实现程序化,简化建模过程。研究成果为三维地质建模提供了参考。     

某拱坝基础垫座方案优化研究

修建在深V河谷中的拱坝,由于坝址河道极为狭窄导致坝体底部无法成拱,通常采用设置垫座的方式来提高拱坝的稳定性。选取垫座弹性模量与坝体弹性模量比K_1、垫座高度与总坝高比K_2、垫座厚度与坝体底部厚度比K_3为参数,采用有限元法对比分析不同方案下拱坝坝肩、坝踵、坝趾及垫座底面处的应力。结果表明:坝体应力与垫座材料、形状等因素有关,最优方案为K_1取2. 5,K_2取0. 3,K_3取1. 5。     

基于粘结裂缝模型的混凝土细观力学特性模拟

混凝土细观力学特性的数值模拟,很大程度上取决于骨料模型和混凝土裂缝模型的选择是否合理、有效。为此,首先利用块体切割法生成混凝土随机多边形骨料模型;然后对骨料模型划分网格,并通过粘结单元嵌入算法实现了砂浆之间、骨料与砂浆单元间零厚度粘结单元的插入;最后利用Abaqus软件进行了混凝土试件的单轴拉伸数值模拟。结果表明,模拟得到的混凝土抗拉强度值与试验值吻合较好,可见该方法能较好地研究混凝土的力学性能。     

重力坝岸坡坝段建基面稳定分析

重力坝岸坡坝段在开挖建基面时由于其地形限制而形成台阶式建基面,与河床坝段相比,岸坡坝段的稳定性分析更为复杂,针对台阶式岸坡坝段的稳定计算研究较少,基于重力坝岸坡坝段受力特性,结合毕肖普法、克莱法,推导出一种岸坡坝段的三维稳定分析方法,并以澜沧江干流上的某重力坝的左岸#11坝段为例,采用该方法进行建基面的稳定性分析。结果表明,#11坝段的稳定安全系数符合规范要求,证明推导出的稳定分析方法在台阶式岸坡坝段上的应用是可行的。     

混凝土等湿热传导过程中内部温湿度演化规律

为研究混凝土在不同初始温湿度条件下内部温湿度的演化规律,通过预埋温湿度传感器和预处理产生不同温湿度分组试件及绝热、绝湿边界,同时结合加热板和恒温恒湿箱,使试件内部温度沿单一方向传导,从而监测混凝土内部等湿热传导过程中的温湿度演化规律。试验表明,混凝土内部湿度越大,温度响应速率越快,但湿度对最终稳定时试件内部的温度几乎无影响;混凝土内部湿度相同时,试件两侧温差越大,湿度响应速率越快,且变幅越大;此外,混凝土内部湿度迁移与温度传导存在耦合作用,湿度在温度驱动力和浓度梯度下发生迁移,同时湿迁移过程带走热能,能进一步促进温度传导。     

等温条件下混凝土内部湿迁移规律研究

为探究等温条件下混凝土内部相对湿度演化规律,制作了内部预埋温湿度传感器的圆柱形混凝土试件,对试件圆柱面进行绝湿处理,并利用恒温恒湿环境试验箱与自制可程式湿源在试件两端边界施加不同的湿度,使试件两端产生湿度差,从而实现混凝土内部相对湿度沿单一方向迁移。同时采用恒温恒湿环境试验箱对混凝土湿扩散过程中试件的温度进行控制,探究混凝土温度在20、30、40℃时不同相对湿度边界条件下混凝土内部的湿度演化规律。试验结果表明,混凝土温度越大,湿度响应速率越快,但温度对湿扩散最终稳定状态时试件内部的相对湿度分布影响较小;试件两侧湿度差越大,湿度增幅越大,响应速率相较于湿度差小的试件存在一定的滞后性。     

服役期水工混凝土主动控温系统设计研究

针对服役期水工混凝土在“早期控温、后期保温”措施下温度不可控的现状,为减小表层混凝土内外温差,预防温度裂缝的发生,提出了对服役期水工混凝土进行主动控温的方法,考虑到调控过程中涉及的温湿耦合问题,以温湿应变最小原则为衡量标准,就控温系统中的控温管道埋设深度、间距及调控温度等进行了研究。研究结果表明主动控温能够有效减小环境温度骤降带来的不利应变,同时调温管道埋设深度与间距在0.3 m左右,调控温度在最大温度降幅36.5%时,调控过程中的温湿应变最小,控温效果最佳。