亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        輸水工程中襯砌材料混凝土力學(xué)與抗?jié)B性影響試驗(yàn)研究

        2021-10-27 02:40:50鵬,華中,常哲,陳晶,王
        海河水利 2021年5期
        關(guān)鍵詞:棉稈特征參數(shù)滲透率

        王 鵬,華 中,常 哲,陳 晶,王 曉

        (淮安市淮河水利建設(shè)工程有限公司,江蘇 漣水 223400)

        水利工程中混凝土材料應(yīng)用面較廣,包括水利大壩[1]、泵站工程[2]以及輸水渠道[3]等水工建筑在內(nèi),對水工結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有舉足輕重作用。開展混凝土材料的力學(xué)特征分析,對推動(dòng)水利材料應(yīng)用水平提高具有重要意義;此外,混凝土材料的抗?jié)B性亦是工程必須考慮的因素[4,5],綜合混凝土的力學(xué)特征與滲透特性分析,工程安全設(shè)計(jì)才具有系統(tǒng)全面性。曹明偉[6]、朱小磊等[7]、劉璇等[8]根據(jù)混凝土材料的顆粒流特征,利用離散元仿真計(jì)算手段,建立顆粒流模型,設(shè)計(jì)開展了不同參數(shù)、不同配合比因素以及尺寸效應(yīng)等影響下的力學(xué)特征試驗(yàn)。顆粒流仿真計(jì)算雖效率較高,但計(jì)算結(jié)果有時(shí)過于理想化,因此對現(xiàn)場混凝土工程進(jìn)行監(jiān)測或?qū)炷潦┕みM(jìn)行全方位、全周期監(jiān)測分析,進(jìn)而預(yù)判工程失穩(wěn)前兆,具有實(shí)際意義[9,10]。通過精密室內(nèi)儀器,設(shè)計(jì)開展相應(yīng)的力學(xué)加載與滲透等試驗(yàn),針對試驗(yàn)結(jié)果開展細(xì)致分析,可獲得配合比參數(shù)、試驗(yàn)條件等因素影響下的混凝土力學(xué)變化特征[11-13],為工程建設(shè)提供參考。本文根據(jù)蘇北擬建二級支渠U形防滲混凝土襯砌材料應(yīng)用環(huán)境,考慮摻棉稈纖維含量對力學(xué)及滲透特性的耦合影響,為設(shè)計(jì)確定最優(yōu)含量提供相應(yīng)試驗(yàn)佐證。

        1 試驗(yàn)概況

        1.1 工程背景

        為提升蘇北地區(qū)水資源調(diào)度能力,擬修建一輸水灌渠,服務(wù)地區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用水,并起到防洪排澇作用。輸水工程設(shè)計(jì)全長66 km,在原有蘇北灌渠基礎(chǔ)上延伸,使蘇北水資源調(diào)度系統(tǒng)更具整體性,并兼顧多方面用水需求。該渠道是二線支渠,渠首設(shè)計(jì)流量較低,為0.5 m3/s,渠道寬度1.2~1.6 m,邊坡坡度1/4~1/3,根據(jù)靜力穩(wěn)定性初步估算,渠坡抗傾覆、抗滑移系數(shù)均高于1,地震動(dòng)力工況模擬計(jì)算下加速度響應(yīng)最大值低于1.5 m/s2,最大應(yīng)力響應(yīng)值出現(xiàn)在樁號K1+125—K1+210 區(qū)段內(nèi),灌渠整體靜、動(dòng)力穩(wěn)定性較佳。為更好調(diào)度水資源,渠道設(shè)置12 座中小型水閘設(shè)施,最大設(shè)計(jì)流量128 m3/s,閘室基礎(chǔ)防滲性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性均較好。經(jīng)驗(yàn)算,閘室結(jié)構(gòu)最大拉應(yīng)力約1.4 MPa、壓應(yīng)力低于15 MPa,均出現(xiàn)在閘室底板。每座水閘均設(shè)置有擋土墻設(shè)施,厚度約1.5 m,確保渠坡土壓力不對水閘運(yùn)營產(chǎn)生較大影響。渠道均采用U 形防滲砌塊作為主要襯砌材料。該材料是在普通混凝土配合比基礎(chǔ)上添加天然棉稈纖維形成的,以提升抗?jié)B性。普通C30 混凝土抗?jié)B等級約為P8,此類摻棉稈纖維的防滲混凝土抗?jié)B等級最大可達(dá)P14,防滲性能較佳。但不能忽視的是,加入棉稈纖維后,在渠道運(yùn)營過程中靜、動(dòng)力荷載作用下,混凝土應(yīng)力安全會(huì)受到影響,所以探討棉稈纖維最佳含量很有必要。根據(jù)設(shè)計(jì),全渠道上靜水壓力最大可達(dá)6.8 MPa,自重沉降變形最大約3~4 mm,最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在1.3~1.4 MPa。就淮安擬建二級輸水灌渠支渠U形混凝土砌塊開展力學(xué)與滲透特性分析,為工程材料配合比設(shè)計(jì)等提供基礎(chǔ)佐證。

        1.2 試驗(yàn)介紹

        試驗(yàn)采用CTR-YAW3000型混凝土材料力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)控制設(shè)備,如圖1 所示。系統(tǒng)最大荷載量程800 kN,耦合有液體滲流測試裝置,最大滲透壓20 MPa,所有荷載傳感器在使用前均已標(biāo)定,精度、誤差均滿足測試要求。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括外接變形傳感器與內(nèi)置測量設(shè)備,其中外接變形傳感器主要用于試樣軸向變形與環(huán)向變形測試,量程分別為-10~10、-15~15 mm;滲透流量測試裝置密封性較好,全程數(shù)據(jù)測試均為電測點(diǎn),最大誤差不超過0.1%,數(shù)據(jù)采集間隔為0.5 s。實(shí)時(shí)控制設(shè)備包括液壓加載控制程序以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理設(shè)備,可在試驗(yàn)全過程對試樣進(jìn)行力學(xué)、滲透特征監(jiān)測,確保試驗(yàn)過程均處于可控狀態(tài)。

        圖1 CTR-YAW3000型混凝土材料力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)

        本試驗(yàn)主要研究對象為輸水渠道U形混凝土砌塊材料的力學(xué)與滲透特性,有針對性開展混凝土配合比中棉稈纖維含量的影響性試驗(yàn)。依照砌塊實(shí)際情況,設(shè)計(jì)棉稈纖維含量為3%、6%、9%、12%、15%,三軸滲透壓統(tǒng)一設(shè)定為1 MPa,滲透測點(diǎn)均勻分布在三軸加載全過程中,每個(gè)試樣測點(diǎn)約10個(gè),采用瞬態(tài)法測試混凝土滲透率,圍壓設(shè)定為5、10、15、20 MPa,配合比參數(shù)中僅改變棉稈纖維含量,其他砂率、水膠比等參數(shù)均保持一致,且與主渠道U 形砌塊C35 混凝土配合比參數(shù)一致,所制出樣品均按照室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行精加工、打磨,試驗(yàn)前放入養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24 h,所有試樣均為圓柱形,直徑、高度均為50/100mm。各組具體試驗(yàn)參數(shù),詳見表1。

        表1 各組試樣試驗(yàn)參數(shù)

        2 混凝土力學(xué)特征分析

        2.1 圍壓影響

        根據(jù)不同圍壓下混凝土力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù),獲得圍壓影響下混凝土應(yīng)力應(yīng)變特征,如圖2所示。

        圖2 圍壓影響下混凝土應(yīng)力應(yīng)變特征

        從圖2 可知,圍壓愈大,混凝土試樣承載應(yīng)力水平愈高,棉稈纖維含量3%試驗(yàn)組中,圍壓5 MPa 下峰值應(yīng)力為52.4 MPa,而圍壓10、20 MPa 下峰值應(yīng)力較前者分別上升了69.3%、2.53 倍,整體上看圍壓提升5 MPa,可促進(jìn)峰值應(yīng)力提升約53.1%。當(dāng)混凝土配合比中棉稈纖維含量增大至12%后,圍壓對試樣依然具有強(qiáng)力促進(jìn)效應(yīng),雖整體上加載應(yīng)力水平低于含量3%試驗(yàn)組,但圍壓每增大5 MPa,混凝土試樣峰值應(yīng)力增幅依然可達(dá)到50.6%,表明棉稈纖維成分增加雖可削弱混凝土試樣整體承載應(yīng)力水平,但圍壓對混凝土強(qiáng)度促進(jìn)效應(yīng)并不受其影響。從變形特征變化可看出,圍壓愈大試樣變形模量愈大。以線彈性模量為例,在棉稈纖維含量3%、圍壓5 MPa 下的試樣線彈性模量為161.8 MPa,而同一試驗(yàn)組中圍壓10、20 MPa 試樣的線彈性模量較前者分別上升了40.6%、132.3%,表明圍壓可提升混凝土線彈性變形能力,這與圍壓可限制裂紋擴(kuò)展的作用有關(guān),宏觀大裂紋延伸受限,對其內(nèi)部線彈性變形具有一定促進(jìn)作用。對比不同圍壓試樣的峰值應(yīng)變可知,在圖2(b)中圍壓5~20 MPa 下的4 個(gè)試樣峰值應(yīng)變分別為0.42%、0.51%、0.64%、0.77%,即圍壓可提升混凝土峰值應(yīng)變參數(shù)??傊?,圍壓對混凝土力學(xué)特征均具有促進(jìn)效應(yīng),輸水灌渠工程設(shè)計(jì)襯砌結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮不同靜水壓力工況下U形混凝土砌塊的力學(xué)穩(wěn)定性,配置相應(yīng)含量的摻棉稈纖維砌塊。

        2.2 棉稈纖維含量影響

        對不同棉稈纖維含量混凝土試樣力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,獲得棉稈纖維含量影響下混凝土應(yīng)力應(yīng)變特征,如圖3所示。

        圖3 棉稈纖維含量影響下混凝土應(yīng)力應(yīng)變特征

        從圖3 可知,棉稈纖維含量愈多則加載應(yīng)力水平愈低,圍壓5 MPa下棉稈纖維含量6%試樣的峰值應(yīng)力為55 MPa,而含量9%、15%試樣峰值應(yīng)力較前者分別下降了4.7%、40.1%。圍壓5 MPa 下棉稈纖維含量增加3%,峰值應(yīng)力降低12.7%,且峰值應(yīng)力降幅在纖維含量9%后顯著加大,纖維含量9%試樣相比含量3%、6%試樣峰值應(yīng)力分別降低了9.3%、4.7%,而含量12%、15%試樣峰值應(yīng)力較之含量9%又分別降低了21.2%、37.1%,降幅主要集中在含量9%~15%區(qū)間內(nèi)。圍壓5、20 MPa下纖維含量在3%~9%區(qū)間內(nèi),平均降幅分別為4.8%、2.9%;而在區(qū)間9%~15%內(nèi),降幅可達(dá)20.7%、17.9%。由此表明,控制纖維含量在適宜值時(shí)可保證工程設(shè)計(jì)可靠性。

        另一方面,纖維含量對混凝土試樣應(yīng)變特征亦有顯著影響,線彈性模量與纖維含量為負(fù)相關(guān),圍壓5 MPa 下棉稈纖維含量9%、15%試樣的線彈性模量較含量3%分別下降20.5%、63%,線彈性模量隨纖維含量增長平均降幅約21%。峰值應(yīng)變隨纖維含量增長呈增大趨勢,圍壓20 MPa 下棉稈纖維含量3%、6%、9%、15%試樣的峰值應(yīng)變分別為0.48%、0.55%、0.62%、0.93%,這與棉稈纖維自身較強(qiáng)塑性變形能力有關(guān),摻入愈多棉稈纖維后其峰值應(yīng)變遞增。

        2.3 抗剪特征參數(shù)變化

        各試驗(yàn)組中混凝土抗剪特征參數(shù)變化關(guān)系,如圖4所示。從圖4可知,棉稈纖維含量愈高則混凝土的抗剪特征參數(shù)愈小,抗剪特征參數(shù)與棉稈纖維含量具有線性函數(shù)關(guān)系;棉稈纖維含量3%下粘聚力、內(nèi)摩擦角特征參數(shù)分別為3.6 MPa、65.3°,而含量9%、15%時(shí)粘聚力分別下降8.3%、15%;從整體降幅可知,棉稈纖維含量增大3%,抗剪特征參數(shù)降幅分別為4%、11.6%,以內(nèi)摩擦角參數(shù)變化最為敏感。分析認(rèn)為,棉稈纖維作為一種塑性變形較強(qiáng)、強(qiáng)度較弱的材料,其纖維網(wǎng)具有致密性,但承載性能較差,在混凝土內(nèi)部是軟弱面[14,15],抗剪特征參數(shù)隨之遞減;在摻有棉稈纖維的混凝土顆粒骨架中,顆粒咬合、摩擦性均會(huì)受棉稈纖維含量影響,而棉稈纖維雖然承載能力較小,但仍具有一定粘結(jié)性,故內(nèi)摩擦角的敏感性變化高于粘聚力參數(shù)。

        圖4 混凝土抗剪特征參數(shù)變化關(guān)系

        3 混凝土滲透特性分析

        在三軸加載全過程進(jìn)行混凝土滲透率測試,獲得不同試驗(yàn)圍壓及棉稈纖維含量下的試樣滲透率變化特征,如圖5所示。

        圖5 試樣滲透率變化特征

        從圖5可知,滲透率在加載過程中變化呈“降低—陡升—平穩(wěn)”階段性:降低階段主要受混凝土初始荷載壓密影響,內(nèi)部滲透通道閉合,導(dǎo)致滲透率降低,在纖維含量9%試驗(yàn)組中,圍壓10 MPa下該階段滲透率降幅達(dá)92.8%;當(dāng)加載應(yīng)力遞增、超過最大壓密點(diǎn)后,試樣滲透率升高,此階段與混凝土內(nèi)部損傷裂紋產(chǎn)生有關(guān),裂紋的延伸有助于滲透通道的形成,進(jìn)而促使?jié)B透率增大[16,17],同樣纖維含量9%試樣,在圍壓10 MPa下該階段各測點(diǎn)間最大增幅可達(dá)6 倍;后隨試樣失穩(wěn)破壞,加載過程進(jìn)入殘余應(yīng)力階段,此時(shí)試樣內(nèi)部滲透通道完全形成,滲透狀態(tài)基本穩(wěn)定,故滲透率變化波動(dòng)幅度較小,最終穩(wěn)定在1.1×10-14m2。

        對比不同圍壓影響下滲透率水平可知,圍壓愈大滲透率愈低,圍壓5、10、20 MPa 下試樣最終滲透率分別穩(wěn)定在 4.78×10-14、1.1×10-14、2.1×10-16m2,彼此間幅度差異最大可達(dá)2 個(gè)量級,表明圍壓對滲透率抑制作用較為顯著。而對比纖維含量對混凝土滲透率影響可知,棉稈纖維含量與滲透率水平具有負(fù)相關(guān)關(guān)系,棉稈纖維含量3%試樣在初始測點(diǎn)滲透率為6.53×10-14m2,而含量9%、15%試樣同一測點(diǎn)滲透率較前者分別降低了95.8%、100.2%,表明摻加棉稈纖維有利于提升混凝土防滲等級,棉稈纖維成分的存在可形成一張“防滲網(wǎng)”,確保混凝土內(nèi)部孔隙無法形成滲透通道,有利于輸水灌渠防滲。從混凝土防滲性與力學(xué)穩(wěn)定性綜合考量,棉稈纖維含量在9%時(shí),加載全過程滲透率已基本達(dá)到10-15m2級別。在追求混凝土防滲性基礎(chǔ)上,同時(shí)確?;炷翉?qiáng)度不致受影響過大,棉稈纖維含量9%時(shí)更適合于輸水灌渠U形混凝土襯砌材料。

        4 結(jié)論

        (1)圍壓可促進(jìn)混凝土強(qiáng)度、變形模量、峰值應(yīng)變參數(shù)發(fā)展,在棉稈纖維含量3%、15%下,圍壓增大5 MPa 混凝土強(qiáng)度漲幅約53.1%,而圍壓20 MPa 下相比圍壓5 MPa下線彈性模量增大了132.3%。

        (2)棉稈纖維含量愈多,混凝土承載強(qiáng)度與線彈性模量均愈低,但峰值應(yīng)變隨之增大;強(qiáng)度降幅在纖維含量9%后更顯著,圍壓5 MPa下纖維含量在3%~9%、9%~15% 區(qū)間內(nèi)峰值應(yīng)力平均降幅分別為4.8%、20.7%。

        (3)抗剪特征參數(shù)與棉稈纖維含量具有線性函數(shù)關(guān)系,纖維含量增大3%抗剪特征參數(shù)平均降幅分別為4%、11.6%,以內(nèi)摩擦角受棉稈纖維含量影響更為敏感。

        (4)加載全過程混凝土滲透率呈“降低—陡升—平穩(wěn)”變化;圍壓抑制滲透率水平,差幅可達(dá)2 個(gè)量級;棉稈纖維含量愈多滲透率水平愈低,初始測點(diǎn)含量9%、15%試樣滲透率較含量3%下分別降低了95.8%、100.2%;綜合混凝土防滲性與力學(xué)穩(wěn)定性,纖維含量9%時(shí)更合理。

        猜你喜歡
        棉稈特征參數(shù)滲透率
        夾持輥式棉稈拔取裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)
        故障診斷中信號特征參數(shù)擇取方法
        自走式棉稈聯(lián)合收獲打捆機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)*
        基于特征參數(shù)化的木工CAD/CAM系統(tǒng)
        棉秸稈力學(xué)特性和拉拔阻力研究
        中煤階煤層氣井排采階段劃分及滲透率變化
        不同滲透率巖芯孔徑分布與可動(dòng)流體研究
        SAGD井微壓裂儲(chǔ)層滲透率變化規(guī)律研究
        基于PSO-VMD的齒輪特征參數(shù)提取方法研究
        高滲透率風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)失步振蕩的影響
        91国内偷拍一区二区三区| 国产成人无码精品午夜福利a| 免费毛片在线视频| 黑人一区二区三区啪啪网站| 国产一区二区三区免费精品视频| 欲香欲色天天综合和网| 最近最好的中文字幕2019免费| 国产在线不卡视频| 亚洲情精品中文字幕99在线| 欧美乱妇高清无乱码免费| 图片区小说区激情区偷拍区| 精品国产免费久久久久久| 一区二区三区成人av| 美女露出粉嫩小奶头在视频18禁| 东北寡妇特级毛片免费| 在线无码国产精品亚洲а∨| 美利坚亚洲天堂日韩精品| 精品露脸国产偷人在视频| 亚洲精品国产福利一二区 | 国产成人综合亚洲av| 特级黄色大片性久久久| 亚洲av成人网| 日本一区二区三区四区高清不卡 | 久久精品免视看国产成人| 天天插视频| 男人的天堂av你懂得| 精品国偷自产在线视频九色| 老太脱裤让老头玩ⅹxxxx| 日本肥老熟妇在线观看 | 国产成人vr精品a视频| 欧美亚洲国产丝袜在线| 一区二区三区蜜桃av| 欧美成人片在线观看| 国产偷国产偷高清精品 | 精品一区二区av天堂色偷偷| 怡红院a∨人人爰人人爽| 99久久国内精品成人免费| 国产人妻久久精品二区三区老狼| 国产a国产片国产| 99视频一区| 亚洲国产中文字幕九色|