考虑砂浆冻融劣化效应的浆砌石渠道抗震安全分析

发布时间：2021-01-18 14:15

　　浆砌石渠道在长期的运行过程中,受外界冻融作用,水泥砂浆易产生劣化效应,影响其力学特性和服役寿命.考虑到冻融作用对水泥砂浆力学性能的劣化效应,结合红旗渠工程,利用ABAQUS有限元软件,建立总干渠渠段精细的三维有限元模型,并采用当量冻融循环次数的概念,计算得出运行54 a的红旗渠的劣化程度,分析了渠道在设计地震作用下的动力响应情况.计算表明:该工程渠道在底板与边墙交接处出现应力集中.考虑劣化效应后,渠顶相对位移变大,结构最大压应力与最大拉应力均变小,但相应的抗拉强度与抗压强度也随之降低.渠道承载力安全系数变小,结构整体性将会受到破坏,结构抗震能力显著下降.底板与边墙交接处是渠道的薄弱部位,在结构设计和安全运行监测时应给予足够重视. 

【文章来源】：三峡大学学报(自然科学版). 2020,42(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

冻融作用下水泥砂浆的相对动弹性模量

式中:E0为未冻融时砂浆试块的动弹性模量(GPa);En为冻融n次后的砂浆试块的动弹性模量(GPa);n为砂浆试块冻融次数,n≥0;a、b为试验参数.经回归分析可得a≈1.011 72,b≈0.003 14.利用图1的冻融试验数据,建立了水泥砂浆冻融损伤的动弹性模量劣化模型.本文采用该模型研究水泥砂浆劣化对浆砌石渠道抗震性能的影响.

浆砌石渠道由水泥砂浆和块石组成,水泥砂浆厚度约2～3 cm,砌体块石长约50 cm,宽约25 cm,厚约25 cm.为节省计算时间,在顺水流方向截取1 m,建立三维有限元模型,对水泥砂浆和块石加密细分后形成三维有限元网格.规定:垂直水流方向为x轴方向,指向右岸为正;顺水流方向为y轴方向,指向下游为正;垂直向为z轴方向,指向上方为正.三维有限元模型与渠段结构图如图3、图4所示.图4 渠段结构图

【参考文献】：
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本文编号：2985092