豐滿混凝土重力壩及凍脹變形分析-在線瀏覽
2024-10-02 07:48本頁面
【正文】 包及大面積沖毀、壩頂抬高、水平施工縫脫開、溶蝕等。壩頂垂直位移的突出特點(diǎn)是歷年“雙峰”現(xiàn)象及長(zhǎng)期抬高的趨勢(shì)性變化，如圖2所示。春汛的影響也可排除，因?yàn)槲灰啤半p峰”的初次峰值多發(fā)生在春汛之前，無春汛年份亦有“雙峰”現(xiàn)象。如何更好地分析、解釋歷年“雙峰”現(xiàn)象及趨勢(shì)性變化，對(duì)于了解、評(píng)價(jià)凍脹對(duì)變形性態(tài)的影響以及進(jìn)行大壩的老化評(píng)估是很有意義的。2 混凝土的凍脹機(jī)理及大壩的凍脹變形混凝土結(jié)構(gòu)中的冰凍作用是一個(gè)歷時(shí)較長(zhǎng)的復(fù)雜的物理過程，其具體的作用機(jī)制至今尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。在超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土發(fā)生破壞；（2）冰透鏡體的形成。混凝土中孔隙水中的物質(zhì)如石灰、鹽等對(duì)水的冰點(diǎn)有影響。在滲透作用下，其他孔隙的水會(huì)往結(jié)冰處流動(dòng)，從而降低物質(zhì)濃度，使得結(jié)冰持續(xù)進(jìn)行?；炷恋谋鶅鲎饔萌Q于多種因素的共同作用：（1）混凝土的飽和度；（2）混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)；（3）混凝土的孔隙水化學(xué)成分；（4）負(fù)溫作用（冰凍速率、冰凍周期長(zhǎng)度）等。從混凝土耐久性的角度來看，混凝土的反復(fù)冰凍作用是一種漸進(jìn)破壞過程（凍融破壞），會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度（抗拉、抗壓、抗折）降低、彈模下降和/或質(zhì)量損失等質(zhì)量劣化，凍融破壞過程實(shí)際上是水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)由密實(shí)體到松散體的過程，而在這一發(fā)展過程中，又伴隨著裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，但水化產(chǎn)物成分基本保持不變，基本上是一物理變化過程[3]。此外，在反復(fù)冰凍作用，混凝土結(jié)構(gòu)還會(huì)產(chǎn)生殘余的膨脹變形。圖3 典型混凝土試件長(zhǎng)度及溫度關(guān)系圖[4]圖4 32壩段頂部壩體負(fù)溫區(qū)變化采用美國“ASTM C67194混凝土試樣承受冷凍時(shí)臨界膨脹的試驗(yàn)方法”[4]測(cè)試混凝土試件，典型的試件長(zhǎng)度及溫度關(guān)系見圖3。根據(jù)圖3所示變形過程可知，如試件承受的溫度變化過程如同豐滿大壩壩址氣溫，在低溫季節(jié)的“凍結(jié)→融解”過程中，若試件很快凍透，試件的變形過程將出現(xiàn)兩個(gè)峰值；若試件不能凍透，將只出現(xiàn)一個(gè)峰值。3 凍脹變形的有限元等效模擬由于混凝土凍脹的物理過程的復(fù)雜性，混凝土大壩凍脹變形難以直接模擬計(jì)算。但實(shí)際上可以進(jìn)行均質(zhì)化等效。對(duì)32壩段進(jìn)行了有限元分析?？紤]到負(fù)溫區(qū)并不等于凍脹區(qū)，且計(jì)算的目的是定性分析，計(jì)算時(shí)對(duì)凍脹區(qū)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。106/℃。溫升試算了多種方案，確定溫升50℃時(shí)的計(jì)算垂直位移與實(shí)測(cè)位移分析結(jié)果較為接近。凍脹影響最大抬高出現(xiàn)在壩頂下游側(cè)，最大的向上游的水平位移出現(xiàn)在壩頂上游側(cè)。對(duì)于32壩段早期測(cè)值統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果中，相差近4倍。4 壩頂位移的統(tǒng)計(jì)模型分析利用包含冰凍因子的統(tǒng)計(jì)模型對(duì)壩頂激光水平、垂直兩向位移進(jìn)行了分析。其中t為時(shí)間長(zhǎng)度，k=。上述各因子的無效時(shí)段（數(shù)值歸零階段）按最小者計(jì)算。應(yīng)該說明
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