贯流式泵站施工期的温控防裂对策研究

针对泵站结构施工期易开裂的问题,阐述了裂缝成因,提出了相应的防止措施.得出早期的内外温差和外部约束是产生表面裂缝的主要原因.采用了表面保温、水管冷却及设置砌体等方法来防止墩墙混凝土产生温度裂缝.利用水管冷却混凝土温度场和应力场的三维有限单元精确算法,对某大型贯流式泵站墩墙结构的施工期温控防裂进行了仿真计算,结果显示计算方法精确、防裂效果良好,对此类工程具有一定的参考价值.     

墩墙混凝土结构温控防裂研究

针对倒虹吸墩墙、水闸闸墩、导流墙、地涵边墙等墩墙型混凝土结构在施工期容易开裂的问题,分析了墩墙混凝土的温度与应力变化规律及开裂机理,并阐述了表面保温和底板约束对混凝土温度与应力的影响特性.提出合理的表面保温与减小后期底板约束相结合的防裂措施,且已成功在坟庄河倒虹吸工程上得到应用.迄今为止,在已完工的部分尚未发现一条裂缝,收到了很好的防裂效果.     

表面保温对施工期闸墩混凝土温度和应力的影响

对于严寒季节施工的混凝土工程,常采用各种表面保温措施以防止裂缝的产生.针对水闸这一典型的水利工程结构,分析水闸施工期闸墩混凝土温度和应力变化规律与开裂机理,阐述了不同表面保温措施对闸墩混凝土温度和应力的影响.研究结果表明,较强的表面保温可以大大减小闸墩混凝土早期内外温差和表面拉应力,防止产生表面裂缝,但同时使得后期闸墩内部拉应力增大,产生贯穿性裂缝的可能性增加.对于不同的工程,应通过数值仿真计算选择适合本工程的表面保温措施,以减小混凝土开裂的可能性.     

墩墙混凝土结构施工期温控防裂

针对施工期墩墙混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为墩墙混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.通过三维有限单元法对某大闸施工期混凝土在该温控防裂措施下温度场和应力场的仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值.     

大型水电站厂房施工期混凝土开裂机理和防裂方法研究

针对大型厂房混凝土除了受地基约束外还受到侧向约束的特点,对其开裂机理进行了分析,认为强约束是导致此类结构开裂的重要因素之一．运用水管冷却混凝土温度场和应力场的有限元计算方法,利用反演辨识获得的热学参数,对某工程机电厂房肘管段混凝土结构进行了仿真预测分析,通过对各种温控防裂方案的比较,认为采取表面保温和内部水管降温相结合的温控措施,同时配合低温混凝土或跳仓浇筑技术对预防类似工程开裂具有很好的参考价值．     

后浇带对施工期闸墩混凝土温度和应力的影响

针对闸墩施工期容易开裂的问题,阐明了闸墩的开裂原因.借助混凝土温度和应力有限元计算方法,分析了后浇带的防裂机理和效果.指出后浇带对减小混凝土内部最高温度、内外温差以及早期表面拉应力作用不大,对减小闸墩后期的内部拉应力有明显作用.研究表明,后浇带可以有效防止闸墩后期"由里及表型"裂缝的产生.     

不同材质水管温控防裂对比分析

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一.对不同材质的冷却水管的温控防裂效果进行研究后发现:铁管的冷却效果最好,但容易出现管壁混凝土应力问题且花费较高,钢丝网塑料复合管冷却效果次之,HDPE管最差.在工程实践中要根据工程现场的实际情况经过精细的仿真计算分析来确定所需水管、合理的水管层距和间距及冷却过程.     

基于混凝土热-力学模型的海河开启桥温度控制方案

根据天津海河开启桥施工过程中的昼夜温差大、一次性混凝土浇筑量大、承台大体积混凝土对背墙结构约束大而导致易开裂的突出问题,引入了考虑混凝土早期性能的热-力学模型、等效时间理论以及热传导原理,建立数学模型和有限元求解方法.在此基础上对不同施工方案进行了结构温度场和应力场的仿真计算.研究表明,采用预埋水管进行冷却的措施可以有效降低最高温度和最大应力.本研究为海河开启桥工程大体积混凝土结构温控防裂提出了具体措施和标准.现场施工表明,数值仿真与分析对现场开裂控制具有指导意义.     

混凝土坝保温保湿研究

水工混凝土裂缝不仅会影响工程结构的外观与正常运行,还可能影响工程安全及耐久性,缩短工程的寿命.本文通过理论与实证研究,结合水工大体积混凝土的湿热传导特性研究,通过工程实践中的反复试验与研究,提出了水工混凝土表面喷涂聚氨酯泡沫保温保湿有效防止早期裂缝的混凝土防裂设计新思路.研究表明:在大坝表面喷涂聚氨酯泡沫材料不仅具有良好的保温保湿效果,而且能使喷涂的聚氨酯泡沫材料与大坝混凝土达到"无缝贴接"状态,达到永久保温保湿效果,有效地防止了大坝混凝土的裂缝.     

水闸闸墩施工期温度场和应力场的仿真计算分析

结构的内外温差、基础温差是混凝土结构施工期易开裂的主要原因,为此,结合混凝土温度场、应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对施工期某水闸闸墩进行仿真计算,分析闸墩混凝土施工期温度场、应力场的时空变化规律,得出在温降阶段闸墩门槽处是裂缝容易出现的地方．计算结果表明,表面保温和内部水管降温相结合的温控措施既能减小结构的内外温差又能降低结构的基础温差,具有良好的防裂效果,且模板外面贴保温板的保温方法能使混凝土表面的施工质量得到明显改观,值得应用推广．     

早龄期混凝土结构的温度应力分析

为了分析混凝土在早龄期时温度应力随龄期的发展.通过建立混凝土材料的水化放热模型,引入Arrhenius公式来表征早龄期时混凝土放热速率受温度的影响.采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB-FIP1990计算公式来表征早龄期时温度变化对其力学性能的影响,在应力分析中采用Bazant的双幂函数徐变模型.结果表明:引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场,早龄期时温度应力可以引起混凝土长墙的开裂.早龄期时混凝土结构温度应力的计算为优化混凝土材料的组成提供依据,尽可能减少温度应力引起的开裂.     

改进型环形收缩试验方法

针对当前混凝土学术界研究的热点问题之一高性能混凝土的收缩,提出了一种新的、简单的测试高性能混凝土收缩的方法,即改进型环形收缩试验方法,详细叙述了改进型环形收缩试验的试验装置、试验方法、试验原理和适用性.采用该试验方法可以进行高性能混凝土自由收缩的测定、不同约束程度的约束收缩的测定、开裂龄期和开裂趋势的观测.该试验方法既克服了常用的环形约束收缩试验的缺点,即无法得到约束应力的信息,又具有轴向约束收缩试验的某些特点,即可以得到高性能混凝土的多个早期性能参数,据此更为准确地评价高性能混凝土的抗裂性能,揭示高性能混凝土的开裂机理.     

混凝土致裂应力与内外约束和徐变的关系

温度变形、自生体积变形和徐变等受内外约束是混凝土裂缝产生的主要原因．为研究水化反应过程中混凝土内部由于温差、温变幅度和线胀系数差异存在的相互制约关系,减少内外约束下温度和自生体积变形及早龄期混凝土开裂,需要对混凝土温度场和应力场进行精确的仿真．通过仿真计算并根据现场模型试验结果对混凝土温度应变、自生体积应变、徐变、内外约束应变进行反分析研究表明,早龄期混凝土致裂应力主要与徐变和内外约束有关     

高性能混凝土早期抗裂研究

为减小高性能混凝土早期开裂,利用非接触测量技术,测量了高性能混凝土早期自生及单面干燥条件下的收缩,研究了减缩剂、聚丙烯纤维等几种作用机理不同的物质对高性能混凝土早期自生及干燥收缩的影响．在此基础上,利用板式混凝土早期收缩开裂试验架,对高性能混凝土进行了约束试验,研究了减缩剂、减缩剂+聚丙烯纤维等对高性能混凝土早期抗裂的作用．结果表明:减缩剂、聚丙烯纤维、减缩剂+聚丙烯纤维及渗透结晶防水涂料均有减缩抗裂效果,其作用大小为渗透结晶防水涂料>减缩剂>减缩剂+聚丙烯纤维>聚丙烯纤维．     

高性能混凝土胶凝材料体系开裂敏感性试验研究

采用净浆圆环约束试验研究高性能混凝土胶凝材料体系的开裂敏感性,试验考虑的主要参数包括:水泥细度,水灰比,粉煤灰品种、掺量,外加剂的品种、掺量等.试验结果表明,水泥细度、水灰(胶)比对胶凝材料体系的开裂敏感性有显著影响,水泥细度越大,水胶比越低,胶凝材料体系越容易开裂;在同样的水胶比下,以粉煤灰等量替代水泥,总体上可以改善胶凝材料体系的开裂敏感性;不同的粉煤灰的掺量、来源对胶凝材料体系开裂性能的影响程度有很大差异;在不同的水胶比下,粉煤灰掺量的影响也不一致;外加剂有增大胶凝材料体系的开裂敏感性的趋势,其影响随着品种、掺量而不同.提出了减小高性能混凝土开裂敏感性的建议.     

千枚岩隧道二衬开裂防治措施探讨

分析千枚岩隧道二次衬砌开裂特征及工程地质条件,得出二衬开裂的主要原因是围岩压力过大,导致拱腰、边墙处出现拉应力过大。针对二次衬砌开裂原因,采取加强支护参数的防治措施,并利用数值模拟分析边墙、拱腰处二次衬砌内力变化情况。分析得出,原设计支护条件下边墙、拱腰处二次衬砌内侧拉应力较大且接近混凝土抗拉强度标准值,采取防治措施条件下边墙、拱腰处的二次衬砌内侧拉应力明显降低,证明该防治措施对千枚岩软岩隧道二次衬砌开裂取得了有效的防治效果,为下阶段设计施工提供参考借鉴。     

灰口铸铁中石墨及其与基体界面的微力学行为

用扫描电镜原位观察技术,发现灰口铸铁拉伸裂纹并非先在石墨尖端基体中,而是先在呈有利取向的石墨—基体（Ｇ—ｍ）界面（含亚界面石墨）中萌生．提出不是石墨微缺口应力集中,而是界面弱结合及近界面Ｇ、ｍ的不协调形变内应力集中导致Ｇ—ｍ界面断裂．这种断裂在拉伸早期就已开始,并随拉伸而逐步增加,既有沿Ｇ基面的正断,也有沿Ｇ基面的斜断和非基面的强键断裂．这样裂开后Ｇ成为如其形状的裂隙,引起微缺口应力集中,影响其近邻基体的形变与断裂等微力学行为．     

基于体积稳定性的混凝土综合抗裂模型

基于非荷载作用下混凝土的开裂现象，系统分析了混凝土体积稳定性的控制参数及其影响因素，根据变形限制状态下混凝土因环境温湿度变化而产生的内应力具有粘弹性特征，推导了应力松弛系数的数学表达式．在综合考虑混凝土的抗拉强度、徐变特征以及环境温湿度变化引起的总应变的基础上，建立了混凝土的抗裂模型．提高混凝土的抗拉强度傅性模量比、降低混凝土的线膨胀系数和干燥收缩系数是保证混凝土体积稳定性、增强混凝土抗裂性能的有效途径．工程应用的结果验证了混凝土综合抗裂模型的可行性和合理性．