评价网 > 科教论文 > 理学毕业论文 > 理工论文 > 正文

碾压混凝土断裂试验研究(1)

2014-01-09 01:01 摘要：本文为研究碾压混凝土断裂特性，对沙牌拱坝碾压混凝土试件进行了三点弯曲梁断裂试验和剪切断裂试验研究，获得了试件的断裂韧度kⅰc、kⅱc和断裂能gf。试验中应用光纤传感检测技术，对试件开裂进行监测，研究结果表明，经处理后的二次涂覆单模光纤对碾压混凝土试件的开裂较敏感，当试件开裂时光强突变减弱，随着裂缝开度增大光强逐渐降低，试件断裂时光纤断裂。光纤的埋设工艺是实用上需要研究解决的重要技术环节。
关键词：碾压混凝土 断裂韧度 断裂能 光纤传感 裂缝 　　沙牌水电站位于四川省汶川县境内岷江一级支流草坡河上，坝高132m，为目前世界上在建最高的碾压混凝土拱坝。大坝采用全断面通仓碾压施工方法，以三级配碾压混凝土为主。为了研究碾压混凝土断裂力学特性，为拱坝物理模型试验和数值计算分析提供基础资料，同时也为类似工程提供碾压混凝土断裂特性参数，对沙牌拱坝三级配碾压混凝土本体试件进行了断裂试验研究。通过三点弯曲试验及剪切断裂试验，获得了碾压混凝土试件的断裂韧度和断裂能以及荷载与加载点位移关系和荷载与缝端开口位移关系全过程曲线。研究中，通过对碾压混凝土三点弯曲试件预埋光纤，应用光纤传感检测技术，研究了光纤对碾压混凝土试件开裂的敏感性，探索光纤的光强随试件开裂及裂缝发展过程的变化关系。1 试验概况1.1 原材料基本情况　水泥采用四川白花水泥厂生产的中热普硅425＃水泥，粉煤灰为成都热电厂二级粉灰，砂子为人工砂，细度模数2.6～2.8，石粉含量16%～20%，石子为花岗岩人工骨料，三级配40～80mm∶20～40mm∶5～20mm=30∶40∶30，水胶比为0.506.碾压混凝土试件由国家电力公司成都勘测设计研究院科研所材料室制作，采用钢模浇筑成型，并按标准方法要求在养护室养护，龄期90d.混凝土的碾压模拟，采用附着式混凝土振动器。1.2 试件制备　按照试验内容要求，具体制作了如下3组试件：(1)带切口的三点弯曲梁试件6个，编号ⅰ 1－1～ⅰ－6，主要测试碾压混凝土的i型断裂韧度kⅰc和断裂能gｆ。试件尺寸为：10cm×10cm×51.5cm，l(跨)w(高)比：l/w=4,裂纹用置于试件浇筑侧面且顶角为30°的钢三角形楔模制成，裂纹长度a=5cm，其裂纹长度与试件高度之比a/w=0.5.如图1所示。(2)预埋光纤的三点弯曲梁试件4个，编号ⅱ－1～ⅱ－4，试件尺寸与第一组试件完全相同，只是在预制裂纹端部附近埋设了光纤，主要研究光纤对碾压混凝开裂的敏感性，探索光纤的光强与裂缝发展过程的关系。光纤型号采用2种，即康宁10/125/250单模光纤及10/125/900二次单模涂覆光纤，在埋入时又分为对光纤传感段进行了处理(即去掉光纤保护层)和未进行处理两种情况，以比较其传感效果。如图2所示。(3)带切口的剪切试件10个，主要测试碾压混凝土的ⅱ型断裂韧度kⅱc。试件尺寸为：10cm×10cm×20cm，裂纹长度a=5cm，其中：双面剪切试件4个(实际做了8个，成功了4个)，编号ⅲ－1～ⅲ－4，直剪试件6个，编号ⅲ－5～ⅲ－10，如图3和图4所示。（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理）

①碾压混凝土试件 ②预制裂缝 ③加载支承 ④刚性梁
⑤力传感器 ⑥挠度传感器 ⑦开度传感器 ⑧声发射传感器
图1 碾压混凝土三点湾曲梁试件
图2 预埋光纤的碾压混凝土三点弯曲梁试件①碾压混凝土试件 ②预制裂缝 ③刚性块 ④位移传感器
图3 碾压混凝土双面剪切试件

图4 碾压混凝土直剪试件