碾压混凝土单轴动态和压剪静态性能试验研究

【摘要】：相比传统混凝土施工技术,碾压混凝土筑坝技术具有施工快、水泥用量少、工程质量可靠度高、机械化程度高、工程造价低等优点,有很高的经济效益。随着我国对水坝、水电站等基础设施建设投入的不断加大,碾压混凝土技术也越来越多地运用到大型水利工程的建设当中,并在工程应用当中取得了显著的效果。 在碾压混凝土坝体内,不同区域所处的应力状态也不尽相同,局部会出现二维或三维复合应力；而在地震作用下碾压混凝土的内力也比较复杂。这些情况下若依然使用单轴拉、压、剪强度理论对工程进行设计和验算,可能会给大坝的建设和使用带来危险。因此,为了满足工程建设的需要,应该对碾压混凝土在动态和复杂应力状态下的性能作进一步的理论探索和研究。本文对碾压混凝土的单轴拉、压动态性能和双轴压剪强度规律进行了研究。 根据配合比和试验方案要求,制作了二级配和三级配碾压混凝土的本体和含层面试件。通过单轴拉压动态试验,分别得到了二级配和三级配碾压混凝土本体和含层面试件在4种不同应变速率下的抗压强度、抗拉强度、受压峰值应变和受压弹性模量,对比了不同类型试件的破坏形态；分析试验数据后得到了碾压混凝土试件的抗压强度、抗拉强度、受压峰值应变、受压弹性模量与应变速率之间的相关关系并拟合出相关表达式及曲线。在碾压混凝土的双轴压剪试验中,得到了两种级配碾压混凝土本体和含层面试件在5种侧压应力下的剪切强度,描述了相关试件的试验破坏形态,并分析了不同类型试件在不同侧压应力下的强度变化规律及其原因。经过分析试验所得数据及结果,得到了碾压混凝土试件剪切强度与侧压应力之间的线性关系并拟合出相关关系式及曲线。同时,利用双剪强度理论分析和描述了碾压混凝土压剪强度破坏规律,其与试验测得数据非常接近,反映了碾压混凝土的实际压剪强度规律。以上研究所得成果,为碾压混凝土大坝的动态反应分析和压剪作用研究打下了基础,对工程实践具有一定的参考和借鉴意义。