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堆石混凝土综合性能试验与温度应力研究

作　者: 刘昊
导　师: 金峰
学　校: 清华大学
专　业: 水利工程
关键词: 堆石混凝土 热学性能 抗渗性能 干缩变形 温度应力仿真
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


堆石混凝土是一种新型的大体积混凝土施工技术,它是将大粒径的块石(最大粒径可以达到1m以上)直接入仓,然后将流动性好的专用自密实混凝土填充堆石间的空隙,形成完整、密实、具有足够强度和耐久性能的堆石混凝土。随着堆石混凝土技术的发展与应用,堆石混凝土的综合性能的研究也需要逐步深入。本文在此背景下,对堆石混凝土的热学性能、力学性能、干缩变形性能及抗渗性能进行了系列试验。本文第二章通过堆石混凝土绝热温升试验和自密实混凝土绝热温升试验,研究了堆石混凝土与自密实混凝土的绝热温升规律,验证了在考虑温度特性时堆石混凝土热平衡公式的准确性,获得了普通堆石混凝土(堆石率55%)绝热温升理论公式,且得到了指数式常数与堆石率无关的结论;同时通过热膨胀系数试验,测得岩石、自密实混凝土与堆石混凝土热膨胀系数值,得到了堆石混凝土线膨胀系数与自密实混凝土线膨胀系数、岩石线膨胀系数之间的简单公式,获得了普通堆石混凝土(堆石率55%)线膨胀系数值。第三章通过抗压强度试验与劈裂抗拉强度试验,对堆石混凝土的力学性能进行了评估。第四章通过干缩变形试验,获得了自密实混凝土和堆石混凝土的干缩率随龄期变化的规律,并得到了堆石混凝土干缩率公式,获得了堆石混凝土干缩率与自密实混凝土干缩率、堆石体积率之间的关系。第五章进行了抗渗性能试验、全级配渗透系数试验、室内压水试验,分别获得了自密实混凝土和堆石混凝土的抗渗等级、渗透系数及透水率,分析了造成堆石混凝土与自密实混凝土抗渗性能差别的原因,通过渗透系数与透水率结果对比,发现堆石混凝土渗透系数与透水率相关关系较好。第六章对坝体采用堆石混凝土材料的长坑重力坝进行了施工期、蓄水期和运行期的仿真计算,分别分析了温度场及应力场的结果。计算结果表明,堆石混凝土由于单方水泥用量少,水化温升低,后期不会在混凝土结构中产生过大的拉应力,在大体积混凝土施工中拥有良好的性能。

全文目录


摘要  3-4Abstract  4-9第1章 绪论  9-17  1.1 混凝土综合性能试验研究现状  9-12    1.1.1 绝热温升  9    1.1.2 热膨胀系数  9-10    1.1.3 混凝土强度  10    1.1.4 干缩变形  10-11    1.1.5 抗渗性能  11-12  1.2 堆石混凝土简介  12-13  1.3 堆石混凝土研究现状  13-14  1.4 堆石混凝土综合性能试验与温度应力研究必要性  14-15  1.5 本文的主要工作  15-17第2章 堆石混凝土热学性能试验  17-32  2.1 绝热温升试验  17-26    2.1.1 自密实混凝土绝热温升试验  17-18    2.1.2 堆石率42.3%大粒径堆石混凝土绝热温升试验  18-19    2.1.3 堆石率49%大粒径堆石混凝土绝热温升试验  19-21    2.1.4 密度及比热测定试验  21-22    2.1.5 堆石混凝土绝热温升理论值  22-25    2.1.6 指数式常数m 值  25-26    2.1.7 结论  26  2.2 线膨胀系数试验  26-32    2.2.1 试验目的  27    2.2.2 试验方法与装置  27-28    2.2.3 试验步骤及内容  28-29    2.2.4 试验结果  29-30    2.2.5 线膨胀系数公式  30-32第3章 堆石混凝土力学性能试验  32-39  3.1 堆石混凝土抗压强度  32-36    3.1.1 试验方案  32    3.1.2 试验过程  32-33    3.1.3 试验结果  33-35    3.1.4 试验结果分析  35-36  3.2 堆石混凝土劈裂抗拉强度  36-39    3.2.1 试件加载方案  36-37    3.2.2 劈拉强度实验结果  37-39第4章 堆石混凝土干缩变形试验  39-53  4.1 试验方案  39-41  4.2 试验结果及分析  41-44  4.3 不同堆石率堆石混凝土干缩率比较  44-46  4.4 堆石混凝土干缩率公式  46-52  4.5 结论  52-53第5章 堆石混凝土抗渗性能  53-78  5.1 混凝土抗渗性试验（逐级加压法）  53-59    5.1.1 试验方案  53-54    5.1.2 试验情况  54-57    5.1.3 抗渗性能试验结果  57-58    5.1.4 抗渗性能试验小结  58-59  5.2 全级配渗透系数试验  59-67    5.2.1 试验方案  59    5.2.2 试验情况  59-62    5.2.3 试验结果  62-66    5.2.4 试验结果分析  66-67  5.3 室内压水试验  67-78    5.3.1 室内压水试验设计  67-72    5.3.2 室内压水试验过程  72-74    5.3.3 试验结果  74-75    5.3.4 试验数据分析  75    5.3.5 压水试验与渗透试验渗透系数的相关关系  75-78第6章 长坑重力坝温度应力仿真分析  78-105  6.1 长坑三级水库工程概况  78  6.2 工程仿真计算条件  78-84    6.2.1 材料参数  78-80    6.2.2 温度边界  80-81    6.2.3 结构分析  81-82    6.2.4 典型区域位置标示  82-83    6.2.5 施工控制进度与浇筑方案  83-84  6.3 温度仿真计算结果  84-94  6.4 应力仿真计算结果  94-104  6.5 小结  104-105第7章 结论与展望  105-107  7.1 结论  105-106  7.2 展望  106-107参考文献  107-109致谢  109-110个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  110

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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