堆石混凝土结构施工冷缝抗剪性能的研究

发布时间：2020-04-02 01:56

【摘要】：堆石混凝土(Rock Filled Concrete,简称RFC),是利用自密实混凝土(SCC)的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点,在粒径较大的块石内随机充填自密实混凝土而形成的混凝土堆石体。因其造价低、施工方便,近十年来广泛地应用于水利工程中。堆石混凝土施工冷缝对这类结构的工程特性影响显著。为此,本文基于室内堆石混凝土剪切试验,系统地研究了堆石混凝土的剪切性能。主要研究内容如下:(1)开展了不同竖向力下作用下的RFC冷缝剪切试验,通过破坏规律和破坏形态,获得其剪切破坏机理,和堆石混凝土层间抗剪强度的应力-应变方程,确定了RFC的层间抗剪摩擦系数和抗剪粘聚力。同时进行了标准混凝土试块的抗压强度试验,分析自密实混凝土试块、堆石混凝土试块、和堆石样芯三种标准试件的破坏机理。(2)开发了堆石混凝土数值计算模型。以剪切面的三维扫描重构法为基础,得到每个剪切面块石的接触函数密度,构建堆石混凝土的数值模型,通过对比了0、0.5、1、1.5、2Mpa时的试验破坏模型,验证了数值模拟的可靠性,深入分析堆石混凝土的剪切破坏机理。(3)获得了堆石混凝土的破环模式。堆石混凝土的层间剪切破坏中,随着竖向力的增大,其承受的剪切力越大,堆石的磨损破坏越严重。试件的破坏是由自密实混凝土的磨剪压坏,堆石内部延剪切面的断裂,以及块石和自密实混凝土连接面的磨剪受损三部分组成。因堆石的强度较高,剪切破坏是先由自密实的磨损产生细小裂缝,连接冷缝面的磨剪逐渐脱落,后由堆石的磨剪受损内部产生裂缝,裂缝延纹理被剪断,同时堆石和自密实混凝土的连接面受剪脱落,试件最终破坏。对比标准混凝土试块的试验,验证了块石的强度较高,且破坏通常延纹理展开。(4)提出了堆石混凝土的剪切计算公式。依据堆石混凝土的剪切破坏机理及数学表达,在对现有的剪切计算公式对比分析的基础上,修正了剪切计算公式并提出了其适用范围,为堆石混凝土结构在实际工程中的应用提供了参考。
【图文】：

自密实混凝土,振捣,堆石,堆石体

图 1-1 自密实混凝土充填堆石体形成堆石混凝土之前广泛应用的自密实混凝土 SCC，需要大量的人工振捣，产生的水化热大，且骨料的消耗量极大，环境的影响大，需要的人力物力成本高。埋石混凝土毛石混凝土，混凝土砌石也是比较常用的混凝土施工，但其都需要极大的技术求和大量的人力物力，加之近年来的人工费用较大，且振捣所需的机械成本较大部分施工区域因地理位置和当地的人力资源的缺乏，加之施工中的危险系数和境污染系数较大，现有的上述混凝土施工方法在逐步的缩减，堆石混凝土的优

分布图,混凝土大坝,堆石,施工过程

（6）堆石混凝土大坝主要工程分布图 1-2 堆石混凝土大坝的施工过程简介2 堆石混凝土的研究现状.1 基于自密实混凝土的研究现状1986 年，SCC 在日本首次被提出，其主要目的是解决熟练技术工人的减凝土结构耐久性提高之间的矛盾，并对自密实混凝土的物理性能展开了研土。20 世纪 90 年代，瑞典第一次利用了 SCC 建设交通网络的布置，从此之C 广泛用以欧洲国家的基础建设[4]。1998 年，日本土木学会制定第一本自凝土施工指南[1],标志着自密实混凝土作为一项新的混凝土施工方式,己经在到了广泛认可随后,自密实混凝土开始在中国开展研究,经过近 10 年的发展,被社会各界广泛接受,2008 年,中国的第一本关于自密实混凝土技术的书籍一实混凝土技术手册》[5]发行,标志着自密实混凝土这项新型技术在中国开始芽。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV544

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