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大岗山拱坝混凝土动力特性CT试验研究

张健  
【摘要】: 本文根据大岗山水电站双曲拱坝工程混凝土实际用料和实际配合比制样,运用CT试验开展其混凝土静动力特性研究,以期从细观力学角度揭示混凝土静动力条件下破坏过程的异同,为该工程的抗震稳定性分析提供基础资料。 论文综合分析了混凝土CT试验的国内外发展现状,指出存在的主要问题是试验数量少,难以获得混凝土破坏过程规律性的认识。因此需要一个完善的混凝土CT试验系统,解决试验中的技术问题,加大试验数量,再进一步探讨对大岗山混凝土静、动力特性的认识。 针对混凝土CT试验中出现的问题,提出了相应解决方法,即:(1)试件不标准问题,解决方法为采用钻样方式取样;(2)粘结时的试件对中问题,解决方法为对V型槽采用紧一侧松一侧的方式;(3)试样粘结问题,解决方法为选用JGN-Ⅱ型建筑结构胶;(4)试件安装问题,解决方法为由以往的横装式变为立装式;(5)大试件的粘结不稳问题,解决方法为研制新型的铝质粘结板。 选用了混凝土CT试验的方法对混凝土一、二级配试件分别进行了静力、动力条件下的拉伸和压缩试验,获得了各条件下混凝土破坏过程的系列CT图像,并对CT图像采用了差值图像以及CT数统计的方法进行分析,得到了各荷载条件下混凝土破裂过程的相同点以及不同点,即混凝土破坏均分为压密、扩容、裂纹扩展、破坏四个阶段,但在后两个阶段表现出明显差异。 文章的主要结论如下: (1)混凝土CT试验得到的宏观曲线可重复性良好,试验系统满足试验要求。 (2)通过对混凝土CT图像的分析,得到混凝土试件的裂纹扩展过程。 (3)将静、动力压缩条件下混凝土破坏过程的CT图像进行分析得到:较静力压缩,混凝土动压条件下破坏有多个部位同时有裂纹发生,且较平直,材料的强度得以充分发挥。 (4)对试件纵断面选择不同的区域进行CT数统计,比较发现,断口区域的CT数均值以及方差的变化幅度强于试件的整体区域,说明在进入敏感强度后,断口区的损伤先于整体区发生。 通过对混凝土CT试验的加载技术以及静动荷载下混凝土拉伸、压缩的破坏形态的分析以及比较,为今后对混凝土动特性的进一步研究奠定了基础。


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