水工建筑物PPT课件

1、2021-11-221重力坝的应力分析方法 模型试验 理论分析 材料力学 弹性力学 有限差分 有限元 原型观测第1页/共33页2021-11-222重力坝的强度指标 材料力学 基本荷载组合：压应力安全系数4.0 特殊荷载组合1：压应力安全系数3.5 一般不能出现拉应力 个别部位的抗拉安全系数4.0 地震荷载允许按照动强度进行设计 有限元 拉应力区范围第2页/共33页2021-11-223材料力学计算结果的评价 基本假定与实际有区别 影响因素 纵缝 材料分区 分期施工 地基弹模第3页/共33页2021-11-224纵缝的影响 纵缝施工的重要性！第4页/共33页2021-11-225材料分区 材料

2、不均匀第5页/共33页2021-11-226分期施工 加载时间效应第6页/共33页2021-11-227地基弹模的影响空库 满库第7页/共33页2021-11-2286 6 重力坝的材料：混凝土 强度 抗渗 抗冻(耐久性) 抗冲刷 抗侵蚀 低热 抗裂第8页/共33页2021-11-229混凝土的强度 水灰比 龄期：28d，90d，180d，360d 养护条件：标准养护与实际不同 通常：C10C30（R）第9页/共33页2021-11-2210混凝土的抗渗性能 水灰比、骨料级配、施工质量 密实度 W2W12 要求：第10页/共33页2021-11-2211抗冻性能，耐久性 密实度、不透水性、抗拉

3、强度，含气量 F50F300 要求： 严寒地区 水位变动区 非水位变动区 寒冷地区 温和地区第11页/共33页2021-11-2212抗侵蚀性与碱骨料反应 多种侵蚀 选用合适的抗侵蚀性水泥，添加粉煤灰、外加剂等 碱骨料反应第12页/共33页2021-11-2213抗冲刷、空蚀和磨蚀 密实性，耐磨性 添加硅粉、钢纤维等 采用特殊材料保护混凝土 钢板 辉绿岩铸石板 环氧树脂等高分子材料第13页/共33页2021-11-2214抗裂性能 低热水泥 极限拉伸：7585，甚至100第14页/共33页2021-11-2215水工混凝土的基本数据 弹模：2030GPa 线膨胀系数：105 C 导热系数：9.

4、63KJ/(mhC) 比热：1.005KJ/(kgC) 导温系数：0.004m2/h第15页/共33页2021-11-2216混凝土的原料 水泥 掺和料 粗骨料 细骨料 外加剂 减水剂 加气剂 第16页/共33页2021-11-2217重力坝混凝土分区的原则 按照混凝土工作要求进行分区 分区不宜过多 同一浇筑块，强度等级的种类不宜超过两种，等级差不宜超过两级 相邻混凝土差异不宜过大第17页/共33页2021-11-2218重力坝混凝土的分区第18页/共33页2021-11-2219裂缝的分类 表面裂缝由于表面混凝土温降收缩变形受到内部混凝土或下部老混凝土约束产生的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起

5、的；也有由于混凝土表面干缩而引起表面裂缝。 深层裂缝由于表面裂缝继续向深处扩展的结果，一般是由于坝体后来继续温降受拉、或者在蓄水后受到水压荷载作用上游坝面产生竖向拉应力、再加上水力劈裂作用，使表面裂缝扩展为深层裂缝。 贯穿性裂缝 多发生在降温过程因混凝土收缩受到基岩约束的情况下。 第19页/共33页2021-11-2220温度裂缝的类型第20页/共33页2021-11-2221温度应力和温度控制 坝体温度变化过程 混凝土开裂的原因 温度控制措施第21页/共33页2021-11-2222坝体温度变化过程Tp：入仓温度 Tr：水化热温升 Tmax：最高温度TrTpTmaxTf温升期温降期稳定期第2

6、2页/共33页2021-11-2223大体积混凝土温度裂缝的原因早期：温度上升弹模低无应力有约束压应力ET后期：温度下降弹模高拉应力ET总应力可能为拉应力温度应力与约束有关温度应力与温度变化过程有关第23页/共33页2021-11-2224表面裂缝多发的原因早期：表面温升小混凝土强度低受环境影响表面温度变化大混凝土表面干缩也是重要因素第24页/共33页2021-11-2225温度控制TrTpTmaxTf温升期温降期稳定期 入仓温度；水化热温升；环境温度第25页/共33页2021-11-2226入仓温度控制 原料温度 对骨料堆积场地搭凉棚 预冷骨料 加冰拌和 运输：隔热保温 仓面控制：凉棚防晒或

7、喷雾养护 尽量选在阴天、夜间或低温天气浇筑；第26页/共33页2021-11-2227水化热温升控制 掺用粉煤灰减少水泥用量 加大骨料粒径、改善级配和埋设块石等减少水泥用量 采用低热水泥 采用冷却水管进行初期冷却 减小浇筑层厚度，利用仓面天然散热，可以有效地减小水化热温升；第27页/共33页2021-11-2228环境温度控制 养护：防止干缩，温度突变 蓄水 保温措施 施工期临时保温 永久保温第28页/共33页2021-11-2229温度简易控制标准 基础容许温差 上下层容许温差 内外容许温差 表面温度控制第29页/共33页2021-11-2230基础允许温差 最高温度与稳定温度的差值应分析论证情况： 1) 结构尺寸高长比小于0.5 2) 在基础约束区范围内长期停歇或过水的浇筑块 3) 基岩变形模量和混凝土弹性模量相差较大者第30页/共33页2021-11-2231上、下层温差 龄期超过28d的老混凝土面上、下层各l/4范围内、上层新浇混凝土最高平均温度与其开始浇筑时的下层平均温度之差 建议不超过1520 oC，当浇筑块长度较大、或长期暴露时，应取小值。第31页/共33页2021-11-2