基于早龄期拉压异性徐变的渡槽混凝土温控防裂研究

发布时间：2020-05-12 09:03

【摘要】：在现代水利工程中,渡槽作为一种重要的交叉建筑物,广泛应用于引调水工程中。随着人们对工程质量的要求越来越高,高性能混凝土在渡槽中的应用越来越广泛。高性能混凝土由于采用较低的水胶比和较高的水泥用量,它比普通混凝土拥有更高的强度、抗渗性、耐久性,但其温度收缩和自收缩也比普通混凝土大。在施工期,高性能混凝土在早龄期时,水泥的水化反应会放出大量的热能,导致其内部温度急速升高。混凝土表面由于散热性能良好,温度相对较低。正是由于混凝土表面与内部巨大温差的存在,很容易产生贯穿性的裂缝,对混凝土结构的稳定性和耐久性造成很大的威胁。因此,在高性能混凝土早龄期时要采取温度控制措施谨防出现温度裂缝。徐变对于混凝土来讲也是一个十分重要的影响因素,尤其是经常被人忽视的拉伸徐变。把握好早龄期高性能混凝土的拉伸徐变特性,也能够为更准确地进行混凝土温控防裂提供帮助。本文针对以上问题,结合南水北调工程中的滏阳河渡槽,进行引入早龄期高性能混凝土拉伸徐变影响的温控防裂仿真研究。本文的主要研究内容为:(1)在混凝土应力计算中,引入早期拉伸徐变这一因素,为准确预测混凝土应力场发展过程提供帮助。高性能混凝土中早龄期存在的拉伸徐变,能够减小结构中的拉应力,对结构表面拉应力有一定的松弛作用。(2)使用近似计算法,将经典的混凝土压缩徐变预测模型近似代替为混凝土拉伸徐变预测模型进行计算,将计算结果与实验数据进行对比,分析近似计算法的适用性。(3)通过对前人实验数据的回归分析,拟合出能够描述早龄期高性能混凝土拉伸徐变过程的数学模型,并通过仿真计算,验证拟合出的数学模型是否能够准确表达拉伸徐变的过程。(4)利用计算机软件对渡槽施工期的温度场及应力场过程进行模拟,综合考虑混凝土弹性模量、水化反应、气温变化、结构形式以及徐变类型,分层建立有限元模型,实现高性能混凝土结构的温度场及应力场的仿真计算。(5)结合渡槽工程的实际情况,通过仿真模拟的手段分析温控防裂措施的合理性,并对比分析出拉伸徐变在实际工程能够引起多大范围的应力变化,为后续类似工程的温控防裂提供参考。
【图文】：

表 3-1 混凝土配合比Tab.3-1 Concrete mix ratioW/C(%)S/A(%)单位用量(kg/m3) SP×C（%）扩展度（mm）fc，28C W S G(MPa)40 43 420 168 759 1005 1.9 540 55.4由于所研究的对象为高性能混凝土，干燥收缩的影响较小，，因此本文所研究的拉伸徐变限定为拉伸基本徐变 (文中简称为拉伸徐变)，即混凝土与外界无湿度交换的徐变。由于高性能混凝土浇筑后在 0.58 至 1 天之间开始凝固成型，开始成型时由于早期剧烈的水化作用，放热量极大，混凝土体积膨胀速率最快，内部应力发展迅速，为了准确地比较几种经典徐变模型是否适用于早期拉伸徐变特性，分别选取加载龄期为 0.58d、0.75d、1d，分别计算三种加载龄期下经典徐变模型的适用性。所以本文设定的实验参数如下：水灰比：0.4；应力强度比：0.4；加载龄期：0.58d、0.75d、1d。实验所得出的混凝土早期拉伸徐变的徐变系数如图 3-1 所示：

图 3-2 加载龄期为 0.58d 的经典模型预测对比Fig.3-2 CoMParison of Classical Models with a LoadingAge of 0.58d图 3-3 加载龄期为 0.75d 的经典模型预测对比Fig.3-3 CoMParison of Classical Models with a LoadingAge of 0.75d
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV544

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本文编号：2659974