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考虑不同形状诱导片的碾压混凝土诱导缝等效强度建筑学研究

日期:2018-12-23 11:02 作者:上海论文网 编辑:lgg 点击次数:196
销售价格:0 论文编号:el2018122311021818177 论文字数:3884 所属栏目:建筑学论文
论文地区: 论文语种:其他 论文用途:其他

本文是一篇建筑学论文,建筑学所涉及的建筑艺术和建筑技术、以及作为实用艺术的建筑艺术所包括的美学的一面和实用的一面,它们虽有明确的不同但又密切联系,并且其分量随具体情况。

本文是一篇建筑学论文,建筑学所涉及的建筑艺术和建筑技术、以及作为实用艺术的建筑艺术所包括的美学的一面和实用的一面,它们虽有明确的不同但又密切联系,并且其分量随具体情况和建筑物的不同而大不相同。本科建筑类专业包括:建筑学专业、城乡规划专业、风景园林等专业。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇建筑学论文,供大家参考。
 
1 绪论
 
1.1 碾压混凝土筑坝技术的发展
1.1.1 碾压混凝土筑坝技术发展概况
碾压混凝土筑坝技术是将常态混凝土坝与土石坝的优越性相结合的一种新型筑坝技术。该技术最早是由美国的 J.M.Rpahael 教授于 1970 年提出,在他的论文“最优重力坝”中,为了能够缩短工期和节省水泥用量他选择了在混凝土坝中运用土石坝碾压施工的方法。Paton 在 1970 年第 10 届国际会议上也提出和 J.M.Rpahael 教授了类似的观点,在坝体内部运用干贫混凝土。J.M.Rpahael 教授和 Paton 都是提出碾压混凝土筑坝技术的先驱,为以后坝体的发展作出了巨大贡献[1]。80 年代初,碾压混凝土就凭借这些优点在很多国家得到了广泛的应用。日本岛地川大坝就是采用碾压混凝土筑坝技术建成的,于1980 年 4 月竣工,是世界上第一座碾压混凝土重力坝(坝高 89m、坝长 240m)。接着1982 年美国建成了世界上第一座全碾压混凝土重力坝(坝高 52m 的柳溪坝)。我国在1986 年建成了国内第一座碾压混凝土重力坝(坝高 56.8m 的坑口坝)[2]。之后澳大利亚、法国、前苏联、西班牙、巴西等国也都陆续修建了碾压混凝土材料的大坝。截止到 2015年,已建或在建的碾压混凝土坝在全球已达到近 700 座,且增长速度较大[3]。现在,世界各地已建或在建的大坝大体都采用的碾压混凝土筑坝技术。
 
1.1.2 国内外筑坝技术研究情况
在国外,日本是碾压混凝土坝发展最快的国家,通过本国碾压混凝土筑坝实践总结出 RCD(Roller Compacted Dam-Concrete)法。RCD 法只设置横缝,纵缝一般很少设置,相邻横缝间的间距一般设定为 15m;RCD 法的最突出的特点是和常态混凝土重力坝的抗渗性和耐久性是一样的[4]。根据其自身经验美国也提出了 RCC(Roller CompactedConcrete)法。此方法多用在以调洪为主的坝体建筑上,且为了经济效益对混凝土的质量要求有所放宽。RCC 法的优点主要表现在在施工速度和造价方面,缺点主要在于渗漏和裂纹问题一直存在其中。在国内,提出的 RCCD(Roller Compacted Concrete Dam)法的一个重要优势是可以大面积的进行浇筑,提这样可以大大加快筑坝速度。并且除了借鉴了 RCD 法和 RCC法的各自特点,还将我国拥有丰富粉煤灰资源的国情结合到方法当中,选择采用不设纵缝、少设横缝、增大粉煤灰等胶结材料掺量的混凝土、连续式浇筑等施工方法。例如:坐落在贵州省境内乌江上游三岔河上的普定碾压混凝土拱坝就将三条可重复灌浆的诱导缝设置在其中;在温泉堡碾压混凝土拱坝工程中一共设置了 5 条缝(1 号和 2 号缝为诱导缝,3 号缝为常规缝和诱导缝的混合缝,4 号和 5 号缝是常规横缝);位于甘肃张掖黑河的龙首碾压混凝土拱坝是坝身诱导缝与拱端周边短缝结合形式的典范。
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1.2 碾压混凝土大坝的温度应力问题及温控措施
 
1.2.1 温度裂缝的产生
一般在结构上认为碾压混凝土是大体积混凝土,坝体在浇筑过程中上升速度很快,各层面浇筑时间间隔的很短,而水泥在水化凝结过程中将有大量的水化热要散出, 致使坝体内部与外部、上部与下部产生温差,由此由温降作用产生温度应力及温度裂缝[5]。换个角度来说,水化凝结过程中坝体内大量的水化热会使碾压混凝土体积膨胀,而大坝外表面由于散热较快会和坝内形成较大温差,即内部温度较高的混凝土会制约外部温度相对较低的混凝土的收缩。或者会出现非线性温度场,致使坝体产生深层裂缝或表面裂缝。并且由于工程量大,施工时间一般较长,坝体在施工期间会经历各个季节温度的变化,早期在坝体表面产生的裂缝,在不断的降温过程中使裂纹持续扩大,直至产生出破坏性裂纹。对于碾压混凝土坝,受工程量大施工周期长、浇筑混凝土过程中产生水化热及分层浇筑间隔时间短等因素的影响,大坝经常出现一些表面和内部的裂缝,并且随着时间的推移这些裂缝可能演变到数十米的深度,严重影响了大坝的安全运行。而裂缝对碾压混凝土重力坝和碾压混凝土拱坝来说影响是不同的,有很大差别。碾压混凝土重力坝由于自重一般单独承受荷载维持稳定,坝体表面裂纹不会影响结构的整体性不会对其安全性造成危险。即使坝体内部出现深层裂纹,由于坝体自重产生的应力可以抵消水压力引起的拉应力,坝体表面不会起到传递压力的作用,因此坝体仍能安全运行。而碾压混凝土拱坝则不同,其主要由拱端基岩的反作用应力来支撑水压力。空库时温度裂缝坝体内部可能产生裂纹,满库时这些裂纹又要承受很大的拉应力,随着时间的流逝和反复的拉裂会使缝面及其周边受到的损伤更加严重,抗压强度因此降低。抗压强度的降低直接会影响到大坝的安全运行[6]。因此开裂严重影响了大坝的整体性能,必须对裂缝的产生进行有效的控制,以免造成严重后果。
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2 诱导缝等效强度的试验研究
 
2.1 试验研究概况
2.1.1 原材料
水泥:唐山冀东水泥股份有限公司生产的 P.S.A32.5 矿渣硅酸盐水泥;河砂:细度模数范围为 3.0—2.3,粒径范围在 0.5—0.25mm 的砂石;水:生活用自来水;外加剂:安徽美得力建材有限公司生产的浓缩型超高效砂浆外加剂,符合JB/HJX-2014 标准,可大大提高砂浆的和易性、保水性。
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2.2 数据采集系统和测量方法
 
2.2.1 数据采集系统
在本试验中,主要需采集以下几种数据:试件上的荷载值、贴在混凝土表面及裂缝端处位置的电阻应变片随荷载变化数值。因此,我们选用了下列几种仪器:(1)YD—15 型动态电阻应变仪主要用途:自动采集测量点应变与荷载;基本参数:①应变测量范围:0~±10000με (微应变)②标定应变:±50,±100,±300,±1000,±3000με ,标定误差不超过±1%。③灵敏系数:K=2.00④振幅特性误差,低阻输出不超过±1%,电压输出不超过±2%(2)自制荷载传感器,主要用途:将荷载产生的应变量转换成电压信号输出到数据采集系统,从而可以测出拉力、压力大小;(3)低速信号采集系统,可以实现动态自动采集多点应变及变形与荷载的功能,具有较高的精确性,采样频率为 5 次/秒;(4)WDW-300 微机控制电子万能试验机,使试件的两端产生轴向拉力。
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3 诱导缝等效强度研究.......... 19
3.1 引言............... 19
3.2 试验破坏现象........... 20
3.3 试验结果分析........... 21
3.4 椭圆形诱导缝修正系数....... 33
3.5 削弱度对非穿透型诱导缝等效强度的影响分析............... 34
3.5.1 削弱度与诱导缝等效强度的关系.... 34
3.5.2 考虑面积折减率后两种模型的关系............ 37
3.6 小结.... 39
4 ABAQUS 数值模拟试验分析 ......... 40
4.1 引言............... 40
4.2 材料模型....... 41
4.3 模型的建立............... 41
4.4 计算结果分析........... 44
4.5 小结............... 46
5 沙牌碾压混凝土拱坝的计算分析.............. 47
5.1 沙牌拱坝的基本参数........... 47
5.2 诱导缝等效强度模型........... 47
5.3 小结............... 49
 
5 沙牌碾压混凝土拱坝的计算分析
 
5.1 沙牌拱坝的基本参数
沙牌拱坝为三心圆单曲拱坝,坝顶高程为 1867.5m。坝顶厚 9.5m,坝底厚 28.0m,最大坝高为 132.0m,厚高比是 0.238。拱坝一般采用预制的重力式模板进行组装,模板长 1.0m,高度为 0.30m。诱导缝是由两两模板对接实现的,且缝面上呈现出双向间断的形式,缝长与间距不等分布,水平方向缝长 1.0m,间距为 0.5m,垂直沿高程方向缝长为 0.3m,间距为 0.6m。通过公式(5.1)、公式(5.2)计算得出的诱导缝等效强度的理论值如表 5.2 中所示。通过公式(5.4)计算得出的诱导缝等效强度理论值如表 5.3 中所示。表 5.2、5.3中沙牌等效强度值的计算均是按照椭圆形简化模型计算得出的,而实际工程中是为矩形诱导缝,这就要求用关系式对矩形诱导缝的等效强度值进行计算。公式(5.3)、公式(5.5)是在理论值的基础上运用诱导缝形状影响系数公式进行了修正,修正后的上游面诱导缝等效强度计算值为 1.041MPaeqrf = 和 1.043MPaeqrf = 。对比四川大学李桂林[67]对沙牌拱坝所做出的有限元分析模型的结果上游坝面主应力1.01MPa ,两种模型与有限元分析模型结果误差为 3.1%、4.3%。我们可以知道本文所得结论模型与实际得出的有限元分析模型在实际工程中的数值结果相差不大。
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