考虑水平薄弱层的碾压混凝土拱坝振动台试验研究

由于碾压混凝土坝的施工工艺特点及特殊情况的出现,局部易形成薄弱层。为探究水平薄弱层的存在对拱坝地震超载能力与失效模式的影响,在振动台上进行了大坝模型动力破坏试验。模型的建立基于弹性力-重力准则,在相似关系设计时考虑了原型与模型材料力学特性的率敏感性,同时在动态加载条件下进行了含薄弱层的模型材料劈拉试验。选择模型基频对应的谐波逐级加载研究拱坝在超载作用下的反应。试验表明,拱端横缝的张开以及拱冠附近诱导缝的开裂释放了拱向约束,使得拱冠梁水平薄弱层处的梁向作用增强,易发生破坏。通过本次试验结果与不考虑薄弱层的研究结果对比,得出结论:水平薄弱层的存在并没有显著降低坝体整体超载能力,主要影响拱向约束减弱后,梁向位置进入悬臂梁加载模式后的失效模式。本文研究结果可为评估水平薄弱层的存在对拱坝超载能力与失效模式的影响提供试验依据。

基于水平薄弱层破坏准则的密肋复合墙受剪承载力计算

针对密肋复合墙的特殊构造形式与破坏特点,提出了以水平薄弱层为分割面推导墙体受剪承载力的水平薄弱层破坏准则概念,并对其破坏机理进行了分析。以水平薄弱层破坏准则为基础,结合约束状态下填充砌块试件的荷载试验,采用理论与经验相结合的方法建立了密肋复合墙受剪承载力计算式,并利用不同框格数量密肋复合墙模型试验数据进行了验证,完善了墙体受剪承载力计算方法。研究表明:密肋复合墙的肋梁受剪作用及所受竖向荷载作用由计算式中肋柱受剪承载力、框格约束效应影响系数及压剪复合受力影响系数予以反映,其计算原理更加符合该类墙体的实际受力特点与破坏特征;依据水平薄弱层破坏准则建立的密肋复合墙受剪承载力计算式,物理意义明确,计算过程简便,满足一般工程精度要求。

密肋复合墙的水平薄弱层破坏准则

密肋复合墙是由填充砌块、混凝土框格(肋柱、肋梁)组成的网格式抗震墙,框格内填充砌块布置(拼砌)方式是影响框格层间承载力的重要因素。在前期研究工作基础上,分析了框格内不同布置方式下填充砌块的受力机制和变形特点;以既有密肋复合墙、框支-密肋复合墙试验为例,从试验角度验证了密肋复合墙的水平薄弱层破坏现象;引入砌块布置方式影响系数对水平薄弱层受剪承载力计算式进行改进,提出了不同砌块布置方式墙体的影响系数的建议取值范围。研究结果表明,水平薄弱层破坏是密肋复合墙的典型破坏现象之一,改进的受剪承载力计算式能够考虑填充砌块布置方式对承载力的不利影响,有助于提高密肋复合墙受剪设计的安全裕度。