大坝混凝土断裂性能及其影响因素的试验研究

发布时间：2017-09-26 09:46

  本文关键词：大坝混凝土断裂性能及其影响因素的试验研究

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【摘要】：大坝等大体积混凝土结构开裂将导致其耐久性和抗震性能大幅降低,从而缩短其使用寿命,影响大坝正常运行和发挥工程效益。近年来国内外众多学者开展了大量的混凝土断裂试验方面的研究工作,试图寻找改善大坝混凝土断裂性能的途径,以减少大坝结构因开裂而导致的安全事故。但各学者在实验室条件下测得的普通混凝土断裂指标并不能完全反应或真正代表大坝混凝土的实际断裂性能,且很多学者往往采用单一的试验方法测试混凝土断裂性能,而在采用相同试验材料、配合比情况下开展不同试验方法混凝土断裂试验的研究尚很缺乏。为更准确的反映大坝混凝土断裂性能并分析探讨不同试验方法得到的大坝混凝土断裂性能的差异,本文采用三峡大坝泄洪坝段混凝土施工配合比,制作三点弯曲梁试件和楔入劈拉试件,进行三点弯曲梁和楔入劈拉断裂试验,研究水胶比、粗骨料粒径和试件尺寸对大坝混凝土断裂性能的影响,结果表明:(1)水胶比的变化对大坝混凝土双K断裂参、断裂能、特征长度、临界裂缝张开位移、等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量均有不同程度的影响,试验材料、水胶比、试件高度相同的情况下,不同试验方法确定的大坝混凝土双K断裂参数、断裂能差异较小,而特征长度、临界裂缝张开位移、临界等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量存在一定差异。(2)当粗骨料粒径D≤20 mm时,失稳韧度、断裂能和特征长度随D的增大而增大,当D20 mm时,失稳韧度、断裂能和特征长度随D的增大而减小且趋于稳定,而临界裂缝张开位移与D无关。(3)三点弯曲梁法确定的双K断裂参数无明显的尺寸效应,楔入劈拉法确定的双K断裂参数存在一定程度的尺寸效应,不同试验方法得到的断裂能、特征长度、临界等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量均存在一定程度的尺寸效应。
【关键词】：大坝混凝土 断裂性能 三点弯曲梁试验 楔入劈拉试验 水胶比 粗骨料粒径
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV431
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景和意义12-13
• 1.2 断裂力学的产生和发展13-15
• 1.3 混凝土断裂模型概述15-17
• 1.3.1 虚拟裂纹模型15-16
• 1.3.2 双K断裂模型16-17
• 1.4 混凝土断裂性能的研究现状及存在的不足17-20
• 1.5 本文主要研究内容20-21
• 第二章 试验概况及断裂参数的确定方法21-32
• 2.1 引言21-22
• 2.2 混凝土三点弯曲梁试验22-25
• 2.2.1 试验材料及配合比23-24
• 2.2.2 试验设备24-25
• 2.2.3 测试内容25
• 2.3 混凝土楔入劈拉试验25-27
• 2.3.1 试验材料及配合比26
• 2.3.2 试验设备26-27
• 2.3.3 测试内容27
• 2.4 三点弯曲梁试件断裂参数确定方法27-29
• 2.4.1 双K断裂参数27-28
• 2.4.2 基于断裂功方法确定断裂能28
• 2.4.3 特征长度28-29
• 2.4.4 临界裂缝张开位移29
• 2.4.5 临界等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量29
• 2.5 楔入劈拉试件断裂参数确定方法29-31
• 2.5.1 双K断裂参数29-30
• 2.5.2 基于断裂功方法确定断裂能30
• 2.5.3 特征长度30
• 2.5.4 临界裂缝张开位移30-31
• 2.5.5 临界等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 水胶比对大坝混凝土断裂性能的影响32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 不同水胶比试件的设计32-33
• 3.3 混凝土断裂参数的确定33-35
• 3.3.1 三点弯曲梁法确定的混凝土断裂参数33-34
• 3.3.2 楔入劈拉法确定的混凝土断裂参数34-35
• 3.4 试验结果分析与讨论35-40
• 3.4.1 水胶比对混凝土双K断裂参数的影响35-36
• 3.4.2 水胶比对混凝土断裂能的影响36-37
• 3.4.3 水胶比对混凝土特征长度的影响37-39
• 3.4.4 水胶比对混凝土临界裂缝张开位移的影响39-40
• 3.4.5 水胶比对临界混凝土等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量的影响40
• 3.5 本章小结40-42
• 第四章 粗骨料粒径对大坝混凝土断裂性能的影响42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 不同粗骨料粒径试件的设计42-43
• 4.3 混凝土断裂参数的确定43-46
• 4.3.1 三点弯曲梁法确定的混凝土断裂参数43-45
• 4.3.2 楔入劈拉法确定的混凝土断裂参数45-46
• 4.4 试验结果分析与讨论46-52
• 4.4.1 粗骨料粒径对混凝土双K断裂参数的影响46-48
• 4.4.2 粗骨料粒径对混凝土断裂能的影响48-49
• 4.4.3 粗骨料粒径对混凝土特征长度的影响49-50
• 4.4.4 粗骨料粒径对混凝土临界裂缝张开位移的影响50-51
• 4.4.5 粗骨料粒径对混凝土临界等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量的影响51-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 试件尺寸对大坝混凝土断裂性能的影响54-70
• 5.1 引言54
• 5.2 不同尺寸试件的设计54-55
• 5.3 混凝土断裂参数的确定55-58
• 5.3.1 三点弯曲梁法确定的混凝土断裂参数55-57
• 5.3.2 楔入劈拉法确定的混凝土断裂参数57-58
• 5.4 试验结果分析与讨论58-68
• 5.4.1 试件尺寸对混凝土双K断裂参数的影响58-61
• 5.4.2 试件尺寸对混凝土断裂能的影响61-63
• 5.4.3 试件尺寸对混凝土特征长度的影响63-65
• 5.4.4 试件尺寸对混凝土临界裂缝张开位移的影响65-66
• 5.4.5 试件尺寸对混凝土临界等效裂缝长度和裂缝亚临界扩展量的影响66-68
• 5.5 本章小结68-70
• 第六章 结论与展望70-74
• 6.1 本文的主要研究结论70-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-80
• 攻读学位期间主要科研成果80

【参考文献】

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1 吴智敏,徐世p，

本文编号：922800