水工建筑物学习.pptx

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1、2023/3/181重力坝的应力分析方法模型试验理论分析材料力学弹性力学有限差分有限元原型观测第1页/共33页2023/3/182重力坝的强度指标材料力学基本荷载组合：压应力安全系数4.0特殊荷载组合1：压应力安全系数3.5一般不能出现拉应力个别部位的抗拉安全系数4.0地震荷载允许按照动强度进行设计有限元拉应力区范围第2页/共33页2023/3/183材料力学计算结果的评价基本假定与实际有区别影响因素纵缝材料分区分期施工地基弹模第3页/共33页2023/3/184纵缝的影响纵缝施工的重要性！第4页/共33页2023/3/185材料分区材料不均匀第5页/共33页2023/3/186分期施工加载时

2、间效应第6页/共33页2023/3/187地基弹模的影响空库 满库第7页/共33页2023/3/1886 重力坝的材料：混凝土强度抗渗抗冻(耐久性)抗冲刷抗侵蚀低热抗裂第8页/共33页2023/3/189混凝土的强度水灰比龄期：28d，90d，180d，360d养护条件：标准养护与实际不同通常：C10C30（R）第9页/共33页2023/3/1810混凝土的抗渗性能水灰比、骨料级配、施工质量密实度W2W12要求：第10页/共33页2023/3/1811抗冻性能，耐久性密实度、不透水性、抗拉强度，含气量F50F300要求：严寒地区水位变动区非水位变动区寒冷地区温和地区第11页/共33页2023/

3、3/1812抗侵蚀性与碱骨料反应多种侵蚀选用合适的抗侵蚀性水泥，添加粉煤灰、外加剂等碱骨料反应第12页/共33页2023/3/1813抗冲刷、空蚀和磨蚀密实性，耐磨性添加硅粉、钢纤维等采用特殊材料保护混凝土钢板辉绿岩铸石板环氧树脂等高分子材料第13页/共33页2023/3/1814抗裂性能低热水泥极限拉伸：7585，甚至100第14页/共33页2023/3/1815水工混凝土的基本数据弹模：2030GPa线膨胀系数：105 C导热系数：9.63KJ/(mhC)比热：1.005KJ/(kgC)导温系数：0.004m2/h第15页/共33页2023/3/1816混凝土的原料水泥掺和料粗骨料细骨料外

4、加剂减水剂加气剂第16页/共33页2023/3/1817重力坝混凝土分区的原则按照混凝土工作要求进行分区分区不宜过多同一浇筑块，强度等级的种类不宜超过两种，等级差不宜超过两级相邻混凝土差异不宜过大第17页/共33页2023/3/1818重力坝混凝土的分区第18页/共33页2023/3/1819裂缝的分类表面裂缝由于表面混凝土温降收缩变形受到内部混凝土或下部老混凝土约束产生的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的；也有由于混凝土表面干缩而引起表面裂缝。深层裂缝由于表面裂缝继续向深处扩展的结果，一般是由于坝体后来继续温降受拉、或者在蓄水后受到水压荷载作用上游坝面产生竖向拉应力、再加上水力劈裂作用，使表面

5、裂缝扩展为深层裂缝。贯穿性裂缝 多发生在降温过程因混凝土收缩受到基岩约束的情况下。第19页/共33页2023/3/1820温度裂缝的类型第20页/共33页2023/3/1821温度应力和温度控制坝体温度变化过程混凝土开裂的原因温度控制措施第21页/共33页2023/3/1822坝体温度变化过程Tp：入仓温度 Tr：水化热温升 Tmax：最高温度TrTpTmaxTf温升期温降期稳定期第22页/共33页2023/3/1823大体积混凝土温度裂缝的原因早期：温度上升弹模低无应力有约束压应力ET后期：温度下降弹模高拉应力ET总应力可能为拉应力温度应力与约束有关温度应力与温度变化过程有关第23页/共33

6、页2023/3/1824表面裂缝多发的原因早期：表面温升小混凝土强度低受环境影响表面温度变化大混凝土表面干缩也是重要因素第24页/共33页2023/3/1825温度控制TrTpTmaxTf温升期温降期稳定期入仓温度；水化热温升；环境温度第25页/共33页2023/3/1826入仓温度控制原料温度对骨料堆积场地搭凉棚预冷骨料加冰拌和运输：隔热保温仓面控制：凉棚防晒或喷雾养护尽量选在阴天、夜间或低温天气浇筑；第26页/共33页2023/3/1827水化热温升控制掺用粉煤灰减少水泥用量加大骨料粒径、改善级配和埋设块石等减少水泥用量采用低热水泥采用冷却水管进行初期冷却减小浇筑层厚度，利用仓面天然散热，

7、可以有效地减小水化热温升；第27页/共33页2023/3/1828环境温度控制养护：防止干缩，温度突变蓄水保温措施施工期临时保温永久保温第28页/共33页2023/3/1829温度简易控制标准基础容许温差上下层容许温差内外容许温差表面温度控制第29页/共33页2023/3/1830基础允许温差最高温度与稳定温度的差值应分析论证情况：1)结构尺寸高长比小于0.5 2)在基础约束区范围内长期停歇或过水的浇筑块 3)基岩变形模量和混凝土弹性模量相差较大者第30页/共33页2023/3/1831上、下层温差龄期超过28d的老混凝土面上、下层各l/4范围内、上层新浇混凝土最高平均温度与其开始浇筑时的下层平均温度之差建议不超过1520 oC，当浇筑块长度较大、或长期暴露时，应取小值。第31页/共33页2023/3/1832表面温度控制温度骤降是引起混凝土表面裂缝的主要原因当日平均气温在24天内连续下降69C 时，未满28天龄期的混凝土表面容易产生表面裂缝在基础附近、上游坝面、泄水孔口表面等其它重要部位的混凝土，应加强表面保护措施。第32页/共33页