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为模拟胶凝砂砾石坝的实际工作状态,需研究在不同配合比下胶凝砂砾石材料的三轴试验.通过系统的三轴剪切试验,定量研究胶凝砂砾石材料在不同水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、水胶比下的应力应变特性,为胶凝砂砾石材料的本构模型研究及坝体剖面设计提供科学依据.
胶凝砂砾石材料三轴试验研究
【摘 要】
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为模拟胶凝砂砾石坝的实际工作状态,需研究在不同配合比下胶凝砂砾石材料的三轴试验.通过系统的三轴剪切试验,定量研究胶凝砂砾石材料在不同水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、水胶比下的应力应变特性,为胶凝砂砾石材料的本构模型研究及坝体剖面设计提供科学依据.
【机 构】
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华北水利水电大学,河南郑州,450045
【出 处】
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第五届水库大坝新技术推广研讨会暨中国水利学会水工结构专业委员会第十二次年会
【发表日期】
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2016年12期
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胶结颗粒料坝的概念于2009年提出并于2012年在国际发表,我国胶结颗粒料坝行业技术标准于2014年得到批准.本文综述了胶结颗粒料坝的研究进展,重点以胶凝砂砾石坝为例,阐述了断面设计、材料配比和性能试验方法和施工质量控制方面的理念和进展,给出了胶凝砂砾石和胶凝人工砂石的强度、渗透性、抗冻性和绝热温升等试验结果和工程应用实例,归纳总结了胶结颗粒料坝的筑坝基本原则.已建工程实践表明,胶结颗粒料坝具有安
抗剪强度是胶凝砂砾石坝设计中重要的参数,目前国内外有关这方面的研究很少.本文对两种不同配合比的胶凝砂砾石进行了抗剪断试验研究,试验包括本体材料抗剪和间隔4小时的层面抗剪.试验发现,胶凝砂砾石的抗剪断和纯磨试验曲线,线性度很好,相关系数达到97％以上.胶凝砂砾石的摩擦系数与C10碾压混凝土相近,但粘聚力小于碾压混凝土.如不掺用缓凝外加剂,即使层面间隔4个小时,直接铺筑的胶凝砂砾石层面抗剪强度也下降4
通过三角形重力坝和胶凝砂砾石的应力强度对比,结合守口堡水库胶凝砂砾石坝的设计和施工经验,对胶凝砂砾石坝的基础设置进行了探讨.与三角形重力坝相比较,梯形胶凝砂砾石坝基底应力水平比较低,对基础条件要求更灵活,使得坝高超过50m的大坝设置在弱风化层上部成为可能;高度较小的胶凝砂砾石坝设置在具有足够承载力的强分化层中、上部岩基上,甚至在砂卵石层上也成为可能.从守口堡胶凝砂砾石坝的施工经验来看,大坝基础垫层
在大量试验成果基础上,对胶凝砂砾石材料力学特性、胶凝砂砾石坝数值分析方法、坝体基本剖面设计原则,以及温度变化及冻融影响下的耐久性等方面进行了较为系统和深入的研究,促进这一具有明显优越性的新坝型的推广与发展.
弹性模量是混凝土结构设计的主要参数之一,目前胶凝砂砾石(CSG)材料尚无统一的弹性模量测试标准.为解决当前胶凝砂砾石材料存在的弹性模量测试问题,本文分别采用通长测长(土工法)、中部测长(混凝土法)、内埋差动式应变计测长以及端部测长四种不同的弹性模量测试方法,通过对比分析,提出了适用于胶凝砂砾石弹性模量的测试方法;分析了预压次数对胶凝砂砾石这种低弹模材料的弹性模量的影响,并明确了胶凝砂砾石的弹性模量
普通混凝土的劈裂抗拉强度大约是抗压强度的1/9～1/18,但胶凝砂砾石材料不同于混凝土材料,其材料特性介于混凝土与土之间,材料强度取决于众多因素.本次试验共成型100组拉压试件,通过大量立方体抗压试验和立方体劈拉试验,得到各自强度,建立立方体抗拉强度和立方体劈裂抗拉强度对应关系.
胶凝砂砾石材料是近年来提出的一种环保型建筑材料,具有经济、环保等显著优点,用于大坝浇筑.本文通过室内试验考察水胶比、外加剂及水泥用量对胶凝砂砾石材料绝热温升的影响,结果表明:胶凝材料一定,水胶比越大,水化反应越充分;添加外加剂延缓胶凝砂砾石材料早期绝热温升速率,但使水泥的水化程度提高,绝热温升终值增加;水泥用量增加,水化速率和绝热温升值均增加,该成果可为胶凝砂砾石坝温控设计提供理论依据.
针对胶凝砂砾石材料冻融作用数值仿真研究不足的问题,在现有胶凝砂砾石试验研究成果基础上,建立并编制胶凝砂砾石三维不稳定冻融温度场与损伤应力场仿真计算程序,通过数值计算,确定胶凝砂砾石的冻融负温深度与冻融损伤应力,为胶凝砂砾石的抗冻设计与施工提供指导。
堆石混凝土(Rock-Filled Concrete,简称RFC)技术是一种新型大体积混凝土施工技术,其技术特点是利用专用自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,简称SCC)的高流动性能、充填性能、抗离析性能,无须振捣仅依靠其自重填充堆石空隙形成完整密实的混凝土的施工技术,较常规混凝土具有低碳环保、低水化热、工艺简单、造价低廉、施工速度快等优势.通过吉牛水电站堆石混凝土大坝
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