不同围压及加载速率下的塑性混凝土动力特性研究

为研究塑性混凝土在三向应力状态下的动力特性与破坏规律,设计符合工程实践的配合比方案,借助动三轴试验仪开展了其在不同围压和不同加载速率条件下的强度、应力及应变规律研究。最后依据试验成果建立了基于Bresler-Pister三参数的强度准则。结果表明:塑性混凝土抗压强度与加载速率呈近线性正相关,材料抗压强度小于5.0MPa时对低加载速率更敏感,抗压强度大于5.0MPa时对高加载速率更敏感;不同加载速率下材料应力-应变规律基本一致,当应变达到1.47%~1.90%后其应力出现峰值,随后大幅度降低;不同围压条件下塑性混凝土抗压强度随围压的增加同样呈线性增长趋势,随着围压的提高,塑性混凝土峰值应力维持时间越长,材料抗裂性能越好;基于Bresler-Pister的强度准则公式其计算剪应力与三轴实测误差在1.61%~4.35%之间,基本反映了材料的变形破坏规律。

基于宏细观耦合的塑性混凝土力学特性模拟研究

为揭示塑性混凝土细观破坏机理,基于PFC-FLAC3D耦合建立了柔性膜边界三轴试验模型,深入分析了塑性混凝土在围压效应和尺寸效应下的细观变形破坏特征,采用多元非线性公式定量描述了塑性混凝土宏观单轴力学强度-围压-三轴力学强度的经验函数关系,并结合室内试验结果验证了经验公式的准确性。研究结果表明:围压越大,对内部颗粒运动约束越强,低围压下的剪切带形态更明显。高围压有利于提高结构整体性,弱化抗压强度的尺寸效应。随着尺寸增加,试样中部侧向鼓胀变形减小,斜截面贯通连接的颗粒减少,导致X形剪切面特征逐渐减弱。最后,采用多元非线性拟合方法定量描述了单轴力学强度-围压-三轴力学强度联合关系,为后续研究提供理论基础。

基于有限元分析的塑性混凝土本构模型对比研究

塑性混凝土力学性能介于混凝土与土体之间,其本构模型选择尚无统一标准。本文采用有限元方法,结合实例工程,分别采用塑性损伤和硬化土两种本构模型对塑性混凝土进行模拟,系统对比分析两种本构模型的计算差异性。结果表明,两种本构模型的计算结果规律基本一致,塑性损伤本构模型表达式简单,计算结果偏保守、安全,而硬化土体本构模型计算结果准确度更高,但模型参数测定较为复杂,后续可基于硬化土本构模型对塑性混凝土本构模型进行改进。

滑石粉替代膨润土掺量对塑性混凝土性能的影响

在保持强度的前提下,通过滑石粉部分替代膨润土能够降低塑性混凝土的弹性模量并维持其高抗渗性能。配制了两种不同水胶比的塑性混凝土,滑石粉替代膨润土掺量分别设定为0以及胶凝材料的5%、10%、15%、20%,通过混凝土拌和物工作性能以及混凝土抗压强度、弹性模量和抗渗性能测试,结合微观形貌分析,探究了滑石粉掺量对塑性混凝土主要性能的影响。结果表明:随滑石粉替代膨润土掺量的增加,塑性混凝土拌合物的坍落度、扩展度及混凝土抗压强度均先增大后减小,而混凝土渗透系数则出现先降低后增加的趋势,且各性能指标均在滑石粉掺量为10%时出现极值;当滑石粉掺量为5%时,塑性混凝土的弹性模量比未掺时略有降低,之后随着滑石粉掺量的增加快速减小;掺入滑石粉部分替代膨润土可以减少混凝土孔洞,使基体结构密实,且滑石粉掺量为10%时相比20%时更为密实;10%掺量的滑石粉代替膨润土具有最佳的效果,不仅能改善拌和物工作性能,而且使塑性混凝土的抗压强度和抗渗系数得到提高,同时还降低了塑性混凝土的弹性模量。

不同砂率及骨料粒径对塑性混凝土断裂韧度的影响

为研究不同砂率和骨料粒径对塑性混凝土断裂韧度的影响,开展了塑性混凝土力学性能测试和三点弯曲切口梁断裂试验,分析了不同配合比塑性混凝土物理力学韧度和表观形态,揭示了不同砂率和骨料粒径塑性混凝土断裂韧度的演化规律。结果表明:不同砂率和骨料粒径下的塑性混凝土强度和断裂韧度变化过程差异明显,随着砂率由45%增大至85%,塑性混凝土强度和断裂韧度在骨料粒径为0~5 mm时均下降明显,5~10 mm时均呈上升趋势,但断裂韧度上升幅度较低;骨料粒径为10~20 mm时,试件强度的变化规律与5~10 mm时相似,总体呈上升趋势,随着砂率由45%增大至85%时断裂韧度先下降后上升;同一配合比条件下塑性混凝土强度、特征荷载和断裂韧度随骨料粒径变化的变化规律较一致。

孔结构对塑性混凝土抗渗性能的影响

掺加膨润土和硅灰、改变水胶比配制了不同孔结构和孔分布的塑性混凝土,并测试了其抗渗性能,研究不同孔结构对塑性混凝土抗渗性能的影响。结果表明:随着水胶比的增大,塑性混凝土中有益孔占比逐渐减少、有害孔占比逐渐增加,平均孔径逐渐增大;膨润土、硅灰能够提高塑性混凝土的抗渗性能,增加有益孔减少有害孔,降低平均孔径。

塑性混凝土防渗墙施工技术研究与应用

塑性混凝土具有低强度、低弹模、大应变等特性,塑性混凝土防渗墙在大坝围堰防渗工程中应用较多。介绍了向家坝水电站和卡洛特水电站塑性混凝土防渗墙施工技术,包括塑性混凝土配合比研究、施工设备选型和关键技术等,简述了塑性混凝土防渗墙施工过程中遇到的特殊情况处理措施,如孤石处理、漏浆坍塌处理等。

赤泥塑性混凝土的性能研究与经济效益分析

随着环境问题的日益显著及国家相应政策的扶持,为了增加赤泥的使用以达到绿色环保、节约水泥的目的。本项目用联合法赤泥代替部分水泥制备塑性混凝土,从流动性、混凝土干燥收缩、抗压抗折强度、抗氯离子渗透性等多个方面研究赤泥塑性混凝土的性能及经济效益,认为当赤泥代替率在10%~30%时各性能较好。赤泥的无害化利用进展难,其在塑性混凝土领域中的应用研究很必要。联合法赤泥代替水泥制备塑型混凝土进一步实现赤泥资源化利用,分析试验数据确定最佳配合比,以制备性能更佳的混凝土材料,可用于国内的水库、水坝防渗等工程。

水库工程塑性混凝土防渗墙施工探讨

为分析水库工程塑性混凝土防渗墙施工,以信丰县中村水库除险加固工程为例,探讨了塑性混凝土防渗墙施工技术的应用要点。研究表明,塑性混凝土防渗墙具有较强的防渗能力,值得推广。

水利工程建设中塑性混凝土防渗墙的应用

以具体工程为实例,阐述了塑性混凝土防渗墙施工中造孔、清孔换浆、接头管下设等技术要点,并对其施工质量进行了检测。检测结果表明:塑性混凝土防渗墙施工完成后,无明显渗透点,总体完整性较好,抗裂性能优异,防渗墙维持安全状态,能够有效预防围堰渗漏,确保水利枢纽工程整体施工质量。

生物炭对塑性混凝土力学性能与抗渗性能影响研究

为研究生物炭对塑性混凝土力学性能与抗渗性能的影响,利用小麦秸秆与松木木屑经过气氛炉500℃无氧条件下高温裂解制备小麦生物炭与松木生物炭,以1%、3%、5%、7%、10%的比例等质量替代水泥进行塑性混凝土的制备,通过室内试验测试其对塑形混凝土性能的影响。试验结果表明:生物炭的掺入对塑性混凝土的力学性能与抗渗性能有着明显提升作用,塑性混凝土抗压强度与弹性模量随生物炭掺量的增加,呈先增加后减少的趋势,小麦生物炭的最佳掺量为5%,松木生物炭为7%;塑性混凝土的相对渗透系数因生物炭的掺入明显降低,小麦生物炭的最佳掺量为7%,松木生物炭为10%,相对渗透系数最多降低约90%。研究成果可为生物炭对水工建筑材料的改良提供参考。

汉江丰山咀段防护堤塑性混凝土防渗墙试验研究

基于碾盘山水电站水库库区丰山咀防护堤堤基存在的渗漏严重并危及工程安全的问题,采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。文章依据工程实际情况、相应规范和设计技术要求,以试验为实例,对试验目的、试验施工方案、试验成果及成果应用等进行了简要分析。试验成果应用于丰山咀防护堤工程,防渗效果明显,实现了预期目标,对于同类型工程项目施工,具有一定的借鉴作用。

橡胶粉对塑性混凝土抗剪性能影响及在水库加固中的应用

为提高塑性混凝土的抗剪性能,运用直剪试验,研究了不同水胶比和不同橡胶粉掺量对抗剪摩擦系数和粘聚力的影响。结果表明:橡胶粉掺量大,塑性混凝土抗剪摩擦系数增大,但粘聚力下降;减小水胶比,塑性混凝土粘聚力增大。协同调控橡胶粉和水胶比,可提高塑性混凝土的抗剪摩擦系数和粘聚力,增强土石坝坝基和坝体防渗效果,确保大坝安全稳定。

国内外塑性混凝土渗透性能的差异分析

本文主要分析国内外塑性混凝土渗透性能的试验方法、渗透系数取值的异同,同时也重点分析影响塑性混凝土渗透性能的因素,给国内工程技术人员从事国际项目时提供参考。

防渗墙塑性混凝土力学性能-波速拟合曲线研究

针对塑性混凝土防渗墙超声波无损检测的应用进行研究。首先设计了3个强度等级的掺膨润土塑性混凝土,通过正交试验探究膨润土掺量、水胶比、砂率、外加剂掺量对塑性混凝土工作性能的影响,确定了最终配合比。基于最终配合比制备混凝土试件并进行力学性能试验、超声波测试和超声波测试比对试验,将得到的强度-波速关系和弹性模量-波速关系进行函数拟合,建立力学性能-波速曲线。结果表明,拟合曲线主要符合二次函数和幂函数形式,得到的5~7 MPa强度-波速曲线(二次函数)和1~7 MPa弹性模量-波速曲线(二次函数)的拟合程度较好,相关系数R2均大于0.94。

塑性混凝土在中东地区大型船坞防渗墙中应用的模拟研究

塑性混凝土防渗墙相较于普通钢筋混凝土防渗墙可以大幅提高施工效率,降低成本。论文采用有限元模拟软件对国王港项目干船坞中塑性混凝土防渗墙的防渗和结构性能进行了研究,结果表明,在渗透系数为10^(-8)m/s,无侧限抗压强度在1.5~2.5 MPa时,塑性混凝土防渗墙可以满足项目干船坞的最大渗流量和结构强度要求。

大坝防渗工程中塑性混凝土防渗墙的设计与施工

本文以大王滩水库为例,探究了塑性混凝土防渗墙的设计方案与施工流程。通过建立不透水地基上土石坝防渗墙的计算模型,计算出坝体渗流量与防渗墙下游浸润线高度,根据计算结果确定防渗墙的厚度、深度等参数。在塑性混凝土防渗墙施工期间,需要从导墙施工、槽段划分、泥浆制备、清槽换浆、混凝土浇筑等方面采取质量控制,保证塑性混凝土防渗墙的防渗效果达标。

塑性混凝土防渗墙查漏技术及应用

塑性混凝土凭借水泥用量小、成本低、防渗性能优良、抗震抗裂性能好、便于拆除等特点在防渗墙中得到广泛应用,但防渗墙属于地下隐蔽工程,因地质情况复杂,质量控制难度大,在各种主观或客观因素影响下,墙体易产生渗漏。虽然目前已有多种针对不同地层地质、防渗墙结构形式的查漏检测技术,但常因各种条件限制,效果差异较大。本文结合工程查漏实例,对复杂地层下防渗墙的查漏技术及应用做分析、探讨及总结,以期能为类似工程查漏提供参考。

水利水电工程中超深塑性混凝土防渗墙施工技术研究

为解决当前水利水电工程中防渗墙施工技术性能不稳定、防渗效果不佳的问题,引入超深塑性混凝土,提出了一种全新的防渗墙施工技术研究。首先,计算超深塑性混凝土配制强度,设计配合比。其次,划分单元槽段,将土体切成槽孔,确定防渗墙造孔位置,进行钻孔。根据水利水电工程防渗墙设计图纸,进行接头管位置的测量放样,下设接头管。最后计算混凝土浇筑的初浇量,采用分层浇筑的方法,浇筑混凝土,形成防渗墙。在此基础上,对水利水电工程中的防渗墙质量进行检查,完成施工。应用分析结果表明,该项施工技术应用后,防渗墙显示出良好的防渗效果,且抗压强度随着龄期的增加而逐渐提高,能够更好地承受各种压力,从而保证工程的稳定性和耐久性。

塑性混凝土性能影响因素研究及应用进展

塑性混凝土因其抗压强度低、变形能力强、抗渗性能好的特点,已广泛应用于多种工程建设。基于国内外对塑性混凝土的研究现状,论述了膨润土、水泥用量、水胶比、砂率、外加剂等对塑性混凝土工作性能及力学性能的影响,简述了塑性混凝土在工程中的应用现状。针对塑性混凝土强度较低等问题,提出了塑性混凝土性能改善的尝试,为塑性混凝土的应用推广提供参考。