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有层面碾压混凝土轴拉断裂研究

孙荣书  
【摘要】:随着碾压混凝土坝建设日益发展,碾压混凝土坝的高度越来越高,数量越来越多。由于碾压混凝土坝是分层铺设碾压,突出存在层间结合和坝体的层间稳定问题。因此,有必要对有层面碾压混凝土断裂机理进行研究。本文对有层面碾压混凝土轴拉试件进行轴拉试验,利用断裂力学理论(双K断裂模型)进行分析。主要内容包括如下几点: 1 通过对有层面碾压混凝土(工况为层面间隔时间4个小时,层面不作处理)轴拉试件进行轴拉试验获得相关数据确定层面抗拉强度,本体抗拉强度,以及层面对碾压混凝土抗拉强度的影响。 2 从基本公式着手,对裂缝亚临界扩展值Δα计算过程进行了简化,免去原计算方法中复杂的迭代求解计算工作,使得双K断裂参数的解析计算过程大大简化,在保证足够精度的前提下,使该准则更方便于工程应用。 3 采用断裂力学理论(双K断裂模型)对轴拉试件进行断裂力学分析,确定双K参数的数值,研究其尺寸效应以及层面对双K断裂参数的影响。 4 使用有层面碾压混凝土三点弯曲标准梁及楔入劈拉试件(工况条件与轴拉试件相同)获得P-CMOD全曲线,从而计算层面断裂能。分析碾压混凝土本体断裂能与层面断裂能关系。 5 使用双K理论计算有层面碾压混凝土的层面拉伸极限值,即双K参数中,起裂韧度K_(IC)~(ini)对应的荷载为起裂荷载P_(ini),在荷载—裂缝尖端应变曲线上起裂荷载对应的应变ε为拉伸极限值。通过计算双K参数,由P_(ini)求得拉伸极限值ε。并与国内外计算公式进行对比分析。分析碾压混凝土本体的极限拉伸值与碾压混凝土层面的极限拉伸值关系。 6 研究同一工况条件下本体断裂韧度与层面断裂韧度关系,层面部分对碾压混凝土本体的断裂韧度影响,对于双边开缝的有层面碾压混凝土轴拉试件计算名义断裂韧度,在本文的工况条件下计算其与尺寸无关的断裂韧度值。 7 对有层面碾压混凝土截面削弱度与等效强度的关系给出拟合公式,并且分析层面存在对截面开裂的影响。 本文为碾压混凝土坝的设计、施工及安全度评估提供参考。


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