H型重力互助式钢渣芯混凝土护岸砌块的设计与应用研究
发布时间：2020-07-27 12:30
【摘要】：护岸工程作为堤坝安全的第一道防线,在防洪、泄洪过程中起到关键作用,并能有效消减坝岸水土流失,是国家治理的重点工程。现阶段,用于传统块石护岸的天然石材日益短缺,其他常用护岸型式存在稳定性欠佳、制作安装工艺复杂以及投资较大等问题。为此,研究满足河道行洪稳定性要求,兼具生态环保功能的险工坝岸加固新型式已迫在眉睫。本文通过理论计算和室内试验相结合的方法设计了嵌锁效果良好且引入环保材料的H型重力互助式钢渣芯混凝土护岸砌块。并利用试验和数值模拟开展新型砌块的强度及其组成面层的整体性的研究。结论如下:(1)采用室内试验的方法比选出了新型砌块所使用的最优外壳厚度为6cm,并验证了普通混凝土外壳和钢渣芯组成的复合结构具有良好的整体性和协同抗压性。(2)设计得到H型重力互助式钢渣芯混凝土新型护岸砌块。该种连锁砌块设有凹凸结构,增强了砌块间的嵌锁效果,且单个砌块的钢渣替代传统骨料比率达到25%;并通过钻芯抗压强度试验检验了新型砌块满足抗压强度要求且再次验证了混凝土外壳与钢渣芯所组成的复合结构具有良好的整体性和协同抗压性。(3)基于连锁块整体稳定性试验平台,开展了新型砌块所组面层的整体稳定性试验,并与两种传统砌块进行了对比分析,结果表明:三种砌块位移随压力变化的趋势基本一致;H型重力互助式钢渣芯混凝土砌块具有优于传统砌块的连锁效应;其面层加载极值分别约是传统砌块1和传统砌块2面层加载极值的3.18倍和3.33倍,说明H型重力互助式钢渣芯新型混凝土砌块所组成的护岸面层具有良好的整体稳定性。(4)通过数值模拟分析,揭示了 H型重力互助式钢渣芯砌块护岸优于传统砌块护岸的整体稳定性,与试验结论一致;比选出新型砌块最优排布方式为翼缘竖放排布;得知砌块高度对其所组面层的整体稳定性影响很大,而长宽的影响则相对较小。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV861
【图文】：
回落过程中，面层顶面与地面间会产生渗流承压力对砌块产生外顶作逡逑用。逡逑在波浪作用下，常见护岸面层破坏形式［４１］如图２．邋２所示。逡逑＿一逦逡逑一一，一’逦一一＾逡逑（ａ）波浪冲击局部破坏逦（ｂ）水流冲刷局部破坏逡逑护坡块体被顶出逦护坡下管涌逡逑．ＷＶｄ逦ｄｒ逡逑一一逦ｒ邋＼＞夕逡逑．Ｖ、．，逡逑二，一．逦Ｖ，逡逑（Ｃ）护岸砌块被渗流承压水顶出逦（ｄ）砌块下基土冲蚀下滑逡逑１５逡逑
山东大学硕士学位论文逡逑图２．邋１波浪的反压力逡逑２．２波浪影响下护岸的破坏机理逡逑护岸面层是坝岸抵抗波浪的第一道关键防线，波浪产生周期性压力与反压逡逑力直接作用在护坡面层上。在波浪向坝岸扩展过程中，遇到护岸面层的阻碍作逡逑用开始沿坡面爬升，高度超过静水位，在此期间，波浪对护岸面层产生压力；逡逑波浪爬升到一定高度后开始破碎，并通过砌块间的缝隙进入面层内部与护岸面逡逑层下的垫层产生相互作用，淘刷土体；之后由于重力作用，波浪开始沿护岸面逡逑层回落，回落过程中，面层顶面与地面间会产生渗流承压力对砌块产生外顶作逡逑用。逡逑在波浪作用下，常见护岸面层破坏形式［４１］如图２．邋２所示。逡逑＿一逦逡逑一一
试验采用微机控制电液伺服压力试验机对砌块进行加载，压力机的量程为逡逑３０００ＫＮ，试验力示值相对误差±１％以内，球形支座位于上承压板，既方便试块逡逑对中又能确保其均匀受压。试验设备装置见图３．１。逡逑１＿．f牵合呢义希保保薄垮义贤迹常毖沽κ匝榛义希常玻词匝楣体义希ǎ保└衷镜闹谱麇义息僖蝈澹叮埃恚恚兀叮埃恚恚兀叮埃恚怼ⅲ福埃恚恚兀福埃恚恚兀福埃椋睿怼ⅲ保埃埃恚恚劐澹保埃埃恚恚劐澹
本文编号：2771849
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV861
【图文】：
回落过程中，面层顶面与地面间会产生渗流承压力对砌块产生外顶作逡逑用。逡逑在波浪作用下，常见护岸面层破坏形式［４１］如图２．邋２所示。逡逑＿一逦逡逑一一，一’逦一一＾逡逑（ａ）波浪冲击局部破坏逦（ｂ）水流冲刷局部破坏逡逑护坡块体被顶出逦护坡下管涌逡逑．ＷＶｄ逦ｄｒ逡逑一一逦ｒ邋＼＞夕逡逑．Ｖ、．，逡逑二，一．逦Ｖ，逡逑（Ｃ）护岸砌块被渗流承压水顶出逦（ｄ）砌块下基土冲蚀下滑逡逑１５逡逑
山东大学硕士学位论文逡逑图２．邋１波浪的反压力逡逑２．２波浪影响下护岸的破坏机理逡逑护岸面层是坝岸抵抗波浪的第一道关键防线，波浪产生周期性压力与反压逡逑力直接作用在护坡面层上。在波浪向坝岸扩展过程中，遇到护岸面层的阻碍作逡逑用开始沿坡面爬升，高度超过静水位，在此期间，波浪对护岸面层产生压力；逡逑波浪爬升到一定高度后开始破碎，并通过砌块间的缝隙进入面层内部与护岸面逡逑层下的垫层产生相互作用，淘刷土体；之后由于重力作用，波浪开始沿护岸面逡逑层回落，回落过程中，面层顶面与地面间会产生渗流承压力对砌块产生外顶作逡逑用。逡逑在波浪作用下，常见护岸面层破坏形式［４１］如图２．邋２所示。逡逑＿一逦逡逑一一
试验采用微机控制电液伺服压力试验机对砌块进行加载，压力机的量程为逡逑３０００ＫＮ，试验力示值相对误差±１％以内，球形支座位于上承压板，既方便试块逡逑对中又能确保其均匀受压。试验设备装置见图３．１。逡逑１＿．f牵合呢义希保保薄垮义贤迹常毖沽κ匝榛义希常玻词匝楣体义希ǎ保└衷镜闹谱麇义息僖蝈澹叮埃恚恚兀叮埃恚恚兀叮埃恚怼ⅲ福埃恚恚兀福埃恚恚兀福埃椋睿怼ⅲ保埃埃恚恚劐澹保埃埃恚恚劐澹
本文编号：2771849
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