李树奇[1]2004年在《大体积混凝土防裂技术措施的研究》文中研究表明按照我国规范,一些重要构筑物是不允许出现有害裂缝的。结构物的裂缝可能引起渗漏,造成和加速混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化等,影响结构的耐久性。尤其是作为修造船水工建筑物的船坞,其所处的环境一般为海水环境,近似于潮差段,在受冻地区更会加速混凝土的冻融破坏,因此对于混凝土防裂有着特殊的要求。本课题的研究对象限定为船坞大体积混凝土结构由变形引起的裂缝,即由混凝土的温度变化、体积变化(主要是收缩变形)造成的混凝土开裂现象。本课题紧密结合工程实践开展裂缝问题的研究,针对船坞混凝土结构及其施工工艺的特点,通过对混凝土性能和裂缝机理的分析,为预防船坞结构出现有害裂缝探索出一套切实可行的技术措施,并上升到理论的高度,供设计与施工时参考。混凝土的温度裂缝控制首先要开展必要的理论计算,根据混凝土原材料的性能选取合适的参数,计算混凝土的温度场及温度应力,同时综合考虑外界条件的影响,确保计算准确度。混凝土防裂主要从以下几个方面入手:一是设法减小混凝土内外温差;二是降低外界条件对混凝土变形的约束;叁是提高混凝土自身的抗裂能力。大体积混凝土温度应力的产生、发展和变化的过程是非常复杂的,防止温度裂缝要比防止外荷载引起的开裂难度大得多。同时,混凝土温度裂缝并不是不可控制的,通过采取一些技术措施是完全可以减少甚至避免的。只有根据裂缝控制的重点、难点,制定综合的防裂技术措施,加强施工管理,提高工艺水平,并将防裂措施逐项落实,才能达到减少和避免裂缝的目的。船坞混凝土裂缝控制的发展方向,首先应依靠新技术、新工艺、新材料的研制与应用,开展高性能混凝土(HPC)的开发与研究,开发低收缩、低水化热的混凝土,提高混凝土性能。其次要借助于电子计算机进行裂缝的数学模拟,了解和掌握混凝土温度场和温度应力的变化规律。施工中还要利用先进的试验和测试技术,实现信息化施工。
梁嘉彬[2]2012年在《高原环境下冬季大体积混凝土防裂技术研究》文中指出在青藏高原这种特殊的大气环境下,对于一次性浇筑的大体积混凝土研究较少,尤其是对于耐久性混凝土在这种条件下的早期开裂机理研究尚不完善,因此本文着手于青藏高原这一大气环境下并结合桥墩冬季施工的工程背景从大体积混凝土温度场和温度应力的分布规律对混凝土早期开裂进行研究。对本文主要的工作具体简述如下：1、针对混凝土与外界之间热传导的一般规律进行了研究并详细介绍了大体积混凝土中水泥水化热、混凝土绝热温升计算公式以及其温度场、应力场的有限元一般计算原理,同时还阐述了不同边界条件下的混凝土热学性能和温度扩散规律以及对边界条件进行了近似处理的理论方法。2、本文基于热传导理论,运用有限元软件对承台和桥墩混凝土的温度场,应力场进行有限元仿真计算,将所得结果与试验数据对比分析,分析了混凝土温度场、应力场的变化规律,总结了大体积混凝土在冬季施工时表面开裂的原因,对大体积混凝土开裂研究有一定借鉴作用。3、本文在现场收集了相关沙石等各种原材料数据以及西宁市基本气象资料为后续的仿真计算提供了必要的参数。本文还制定了桥墩试验方案并且根据试验桥墩的尺寸在其内部和表层区域布置了温度测点,目的是在桥墩浇筑过程中对其进行温度监控和采集数据。通过试验研究发现,表面养护温度与周围大气环境对防止混凝土温度裂缝有着密切的关系,尤其是在冬季施工中的大体积混凝土,更需要对其表面进行良好的保温养护,这样才能降低里表温差,从而防止混凝土表面开裂。4、依据试验研究数据,结合模型分析结果,本文最后对大体积混凝土冬季施工时的裂缝预防提出了相关建议和措施；同时对影响混凝土早期开裂的一些因素做了相关分析。重点考虑和阐述了混凝土在冬季施工下的浇注温度、养护温度、蓄热保温时间等参数对混凝土内部最高温升以及表面拉应力大小的影响,得出了一些有益的结论。运用这些结论能够预防冬季施工时的大体积混凝土温度裂缝的产生,同时也可以给以后的工程实践带来了一定指导作用。
王星梅[3]2005年在《大型泵站防裂技术研究与实践》文中认为近代科学关于混凝土强度的细观研究以及大量工程实践所提供的经验都说明,水工建筑物尤其是大型泵站工程由于其特殊的结构、环境和地质条件,结构物的裂缝是不可避免的,但是采用切实有效的综合防裂措施,其有害程度是可以控制的。本课题总结已建大型泵站南水北调淮阴第二抽水站防裂限裂经验教训,结合在建的和即将兴建的南水北调其它大型泵站,系统分析了大型泵站工程的适用的裂缝分析基本理论和基本方法、裂缝机理、成因,提出避免类似结构裂缝产生的工程措施以及裂缝处理方法;同时认为大型泵站宜采用较为先进的叁维有限元动态仿真计算技术,能较精确地模拟混凝土结构温度场和应力场,准确反映施工全过程及外部环境条件的变化,较完整细致地反映了各时刻的温度和应力的变化情况,及时指导设计、施工。由此得出大型泵站容易产生裂缝的部位、类型,提出了从结构设计、原材料选用、施工方案、温度控制等方面采用综合防裂限裂措施。这对南水北调将要实施的其它几十座大型泵站具有很好的借鉴作用。本文研究的主要内容如下: (1) 介绍水工建筑物混凝土国内、外裂缝研究的现状,大型泵站工程防裂研究的重要意义:阐述裂缝的基本概念、泵站工程适用的裂缝分析基本理论和基本方法。 (2) 介绍裂缝检查和处理的各种方法,分析研究适合泵站工程的裂缝处理原则与方案、所选用的修补材料、修补工艺及裂缝处理效果的评价。最后对淮阴二站进水流道裂缝处理方案、效果进行分析,认为裂缝修补做到了密实,强度高,裂缝处理是成功的。 (3) 阐述了大型泵站防裂限裂预防措施,在设计方面,要注意合理结构形态及配筋设计;正确计算结构抗裂能力,提出合理温控指标;尤其加强易裂部位设计;在易裂部位采用纤维混凝土、补偿收缩混凝土技术,提高抗裂能力;对于超长结构要合理分缝分块,预留合适后浇带;充分利用混凝土后期强度,合理选用混凝土强度和等级,减少水泥用量,减少水化热,防止裂缝产生。在原材料方面,优选原材料;采用双掺技术,合理优化混凝土配合比。在温度控制方面,严格控制混凝土出机口温度和浇筑温度,采用冷却水管通水降温技术,降低混凝土内外、上下温差,减少温度应力;加强混凝土养护和表面处理,这
高向东[4]2009年在《大体积混凝土裂缝预控系统的研究》文中提出大体积混凝土具有体积庞大、结构形式复杂、连续施工性强、质量控制难等特点,因而在施工中如果控制不力,很容易产生结构裂缝,轻则出现表面裂缝,影响混凝土耐久性,重则出现贯穿裂缝,严重影响混凝土的力学性能和构筑物的安全性。因此,如何有效的控制和预防大体积混凝土的开裂,成为建筑工程界的一个热点、难点问题。由于大体积混凝土自身结构的复杂性和应用条件的多样性,大体积混凝土的开裂问题还广泛的存在于工程界,这些现实问题要求我们必须对大体积混凝土的开裂机理、裂缝发展、评价体系和控制措施进行更加深入的研究。大体积混凝土的产生、发展和变化过程是非常复杂的,预防温度裂缝要比预防外荷载引起的裂缝难度大的多。但混凝土温度裂缝并不是不可控制的,科学合理的采取一些技术措施可以将开裂减小的最低程度甚至完全避免。这就要求我们对温度裂缝产生的机理、发展过程和内部温度场进行模拟和分析,制定合理的温控技术措施,加强施工管理,有的放矢的采取相应的防裂措施,从而达到减小和避免裂缝的目的。本文紧密结合工程实践开展裂缝问题的研究,在总结已有温控防裂成果的基础上,从混凝土的原材料、配合比、外加剂和施工工艺等宏观方面以及混凝土的微观方面研究大体积混凝土结构的温度应力、开裂原因和裂缝控制措施。综合考虑了温度应力与混凝土的收缩所产生的应力迭加对混凝土开裂的影响,深入的对大体积混凝土的预控系统进行了研究,提出了大体积混凝土温控与防裂的一些具体预防措施;通过用有限单元法进行理论模型仿真分析和试验数据对比的方式,研究了大体积混凝土的温度场和温度应力随时间的发展变化趋势,得出了大体积混凝土开裂的临界温差和开裂时间,同时以工程实例的形式进行了温度裂缝计算和控制,得出了大体积混凝土温控防裂方面的一些重要结论.
沈琼斐[5]2013年在《刘家峡黄河特大桥锚碇大体积混凝土温控研究》文中研究说明大体积混凝土在现代的过程建设中占有重要的地位,单在水利水电工程中我国每年的大体积混凝土浇筑量就在1000万m3以上,而在新涌现的桥梁工程中的大体积混凝土承台、锚碇也有大量使用。大量实践工程证明,大体积混凝土大多存在裂缝问题,严重影响结构整体性。为此,在大体积混凝土工程的设计和施工过程中必须采取有效的措施,防止裂缝的产生。本文在现有的大体积混凝土研究的基础上,对刘家峡黄河特大桥锚碇大体积混凝土进行温控研究。通过优化配合比设计,掺入粉煤灰降低混凝土水化热温升,采用有限元模拟分析自然冷却下分层浇筑和通水冷却下分层浇筑时锚碇大体积混凝土的温度场和应力场,浇筑完成后加强大体积混凝土的养护工作,并根据外界环境气温的变化调整养护方式,对混凝土温度变化进行现场监测,从而指导混凝土的现场施工。最后得出在本工程中采用的温控措施有效的阻止了有害温度裂缝的发生。本文的主要研究工作有：(1)在已有的大体积混凝土研究成果的基础上,阐述大体积混凝土的相关概念,分析大体积混凝土裂缝产生的原因及大体积混凝土的防裂措施。(2)根据混凝土的绝热温升公式和热传导方程,分析混凝土温度的作用原理,总结了大体积混凝土结构中各种热学指标的选取。(3)采用MIDAS/CIVIL分析自然冷却下分层浇筑和通水冷却下分层浇筑时刘家峡黄河特大桥锚碇大体积混凝土的温度场和应力场。通过模拟不同管冷间距及冷却水流量时锚碇大体积混凝土的温度场和应力场,从而确定现场冷却管的布置方式及冷却水的流量控制。结合刘家峡水库的地理位置和气候特点,系统研究刘家峡黄河特大桥锚碇大体积混凝土温控措施。(4)通过现场埋设温度传感器,手动采取数据,对混凝土温度变化进行现场监测,掌握其温度变化规律,对比分析有限元模拟分析结果和现场实测结果,从而指导混凝土的现场施工。
肖志乔[6]2004年在《拱坝混凝土温控防裂研究》文中研究表明本文围绕拱坝混凝土的温控防裂问题，从理论和实践上系统地研究了拱坝混凝土温度场和应力场的仿真计算理论，并对在建工程华光潭拱坝混凝土的温控问题进行了详细的分析和研究。主要内容如下： 1．本文综述了温度场、湿度场、应力场和温控防裂计算中涉及到的有关混凝土的一些物理力学性能。 2．大体积混凝土结构一般都是分批浇筑的。浇筑日期不同，各浇筑块的物理参数、热学边界条件都要发生变化，因而在计算分析中要对整个施工过程进行模拟跟踪，并充分反映材料参数、边界条件和网格随时空变化的特性。本文对完全模拟大体积混凝土分层施工实际过程的温度及应力仿真计算的计算方法做了详细的阐述，编制了大体积混凝土叁维温度场和应力场仿真计算程序。 3．水管冷却是拱坝混凝土的主要温控措施之一。笔者采用先进的仿真技术，编制了可以考虑水管冷却的混凝土结构温度场及应力场叁维仿真计算程序。本文对水管冷却的多种算法进行了阐述和比较，并对水管冷却的效果进行了详尽的分析。 4．本文阐述了遗传算法的基本原理，并应用该方法，结合南水北调工程江苏段宝应泵站工程混凝土温控防裂研究这一科研项目对混凝土的热学参数进行了反演计算分析。 5．论述了拱坝混凝土产生裂缝的危害性及其原因，并针对性地提出多种温控防裂措施。 6．对华光潭混凝土拱坝温控防裂研究这一科研项目深入开展了有关理论和实际运用方面的研究工作。重点研究了寒潮、浇筑层厚和蓄水等对拱坝混凝土温度场和应力场的影响；对坝体一期冷却和二期冷却的冷却效果进行了详细分析；并针对性地提出了相应的温控防裂措施，以解决工程实际问题。
周吉顺[7]2011年在《大型渡槽施工裂缝控制研究》文中认为渡槽是渠系建筑物中应用最广的交叉建筑物之一,除用于输送取水进行灌溉、城镇生活用水、工业用水、跨流域调水等外,还可供排洪和导流之用。当代渡槽主要采用混凝土材料,且向着大跨度结构型式发展。目前,在我国改善水资源分布不均、保证大中城市生产生活用水所采用的水工建筑物中,渡槽是常用结构之一。作为一种独特的大体积混凝土薄壁结构,渡槽在施工期受各种因素的影响不可避免的产生裂缝,造成渡槽渗漏,影响其功能甚至经济的发展。本文在前人研究成果和经验的基础上,归纳总结混凝土结构的裂缝形成机理及防裂措施,并通过渡槽的真实物理模型试验研究渡槽裂缝的形成原因及相关抗裂措施。同时在物理模型试验的基础上,采用数值模拟方法研究施工过程中各种施工因素对裂缝的影响,同时研究相同条件下不同抗裂措施的效果,为渡槽结构的抗裂措施提供科学依据。归纳总结渡槽施工期不同条件下裂缝控制措施,并对裂缝控制措施的优化进行展望。
张磊[8]2011年在《澧水大桥大体积混凝土锚碇温控技术研究》文中认为随着近年来我国桥梁工程的迅猛发展,大体积混凝土在桥梁工程中的应用越来越广泛,其水化热引起的温度控制问题引起了人们的高度重视。在大体积混凝土的施工过程中,水泥的水化作用放热引起混凝土内部温度急剧上升,由于混凝土导热性差,导致温度积聚在内部,而表面温度与空气接触散热而温度较低,产生内外温差,混凝土内部产生拉应力。如果拉应力超过一定限值,就会形成裂缝。本文通以澧水大桥花垣岸大体积混凝土锚碇为研究背景,进行了下列研究:1.介绍了大体积混凝土裂缝的产生原因和水化热温度场分析的基本原理。然后以澧水大桥锚碇为工程背景,对混凝土分层厚度,粉煤灰掺加与否,冷却水管通水流量大小等参数进行了敏感性分析。研究表明:分层厚度越薄,混凝土内部最高温度越低;掺加粉煤灰对混凝土内部最高温度有重要影响,可有效降低温度峰值;混凝土内部最高温度随冷却水管流量的增大而降低,但是超过临界流量之后,冷却降温效果增加不明显。通过以上参数敏感性分析为其他类似工程正确制定施工方案提供借鉴。2.采用叁维有限元软件MIDAS/Civil建立了考虑材料时间依存性、气温、冷却水管冷却效应的叁维有限元模型,对澧水大桥大体积混凝土锚碇进行了施工过程的水化热温度场仿真分析,对澧水大桥花垣岸锚碇锚块进行了温度设计,制定了温控指标和温控方案,分析结果表明温度均控制在允许范围之内。3.通过温度实时监测及反馈分析,实现了大体积混凝土信息化施工,对大体积混凝土进行了有效的温度控制。对比显示,仿真计算结果与实测值符合较好,因此可以采用计算机有限元程序对大体积混凝土施工期的水化热温度场进行仿真模拟,以便指导设计和施工,有效控制大体积混凝土的裂缝产生。4.在原材料的选取与严格控制、层间浇筑间歇期、养护措施的选择等方面,为今后其他同类工程施工提出了一些可行的施工建议。
王成山[9]2003年在《严寒地区碾压混凝土重力坝温度应力研究与温控防裂技术》文中提出碾压混凝土坝是近20年来发展起来的一种新坝型。许多已建工程不同程度存在裂缝，严寒地区碾压混凝土坝裂缝尤为严重。裂缝降低了混凝土坝的完整性、抗渗性和耐久性，降低了大坝的安全度。研究表明，碾压混凝土坝温度应力是导致坝体裂缝的主要荷载作用，其他荷载作用所引起的应力与温度应力相比相对较小，温度应力起着控制作用。因此，施工期温度应力与温度控制的研究对预防裂缝、保证工程的安全具有重要意义。坝体材料及结构型式对裂缝也起着重要作用。 由于严寒地区冬季气候寒冷、年内气温变化幅度大；碾压混凝土坝采取通仓浇筑、不分纵缝以及越冬长间歇式的施工方法，使其具有独特的温度应力时空分布规律，更增加了碾压混凝土坝温控与防裂难度。使严寒地区碾压混凝土重力坝温度应力与温控防裂制成为一个新课题。 围绕严寒地区碾压混凝土坝的温度应力和温控防裂，本文主要进行了以下几方面研究： (1)结合两座碾压混凝土坝工程实例，研究了严寒地区碾压混凝土重力坝温度及温度徐变应力时空分布规律，分析了大坝上下游面水平裂缝的成因、影响裂缝的主要因素。考虑了乞今最为全面的初始条件和边界条件，包括模拟坝体的实际升程过程，考虑了新老混凝土接触面上的初始温度不连续，逐日的气温变化，混凝土的入仓温度，水化热温升，边界保温，水库蓄水过程，浇筑间歇以及洒水养生等因素；应力场的计算考虑了混凝土的自重，静水压力，温度应力，常态混凝土与碾压混凝土不同的自生体积变形，混凝土的弹性模量随龄期的变化以及徐变的作用。 (2)基于人工神经网络的方法，建立了碾压混凝土坝施工期热学参数反馈分析模型。根据碾压混凝土坝坝体温度观测资料，对碾压混凝土坝施工期热学参数进行反演，结果表明此法适用于解决这类复杂非线性问题，具有较好的稳定性和收敛性。反演结果满足工程需要。采用带动量因子的自适应学习率BP算法训练网络，收敛性好。采用weight Decay method训练网络，起到修剪网络结构的作用，促使权向小的方向变化。总体上使网络的复杂性与实际系统的复杂性相吻合，避免了过学习现象，且输出稳定性好。采用神经网络进行碾压混凝土坝施工期热学参数反馈分析是可行的，为碾压混凝土坝施工期热学参数的反馈分析找到了一条新途径。 (3)本文从结构方面进行了碾压混凝土坝防裂措施的研究。在结构措施方面，针对严寒地区高碾压混凝土重力坝坝体越冬层面的上、下游面附近及溢流坝堰面反弧段表面有明显的局部应力集中象现，在已采取一定的表面保温防护的条件下，拉应力仍然超过混凝土容许拉应力，开裂难以避免，进而提出设置碾压混凝土坝表面预留缝结构措施并对该措施进行深入研究，包括预留缝的扩展稳定和坝体沿预留缝的稳定性，以避免大坝在无措施部位开裂，解决大坝越冬层面水平施工缝的开裂问题。采用涂缝模型模拟坝体预留缝，对裂缝尖端建立能量破坏准则。将软化损伤引入到断裂力学模型中，更精确的描述了裂缝尖端附近混凝土的本构行为。在应变软化模型中引入断裂力学裂缝带模型，克服了应变软化数学计算时对网格强烈敏感的困难。研究结果与测缝计观测结果进行了对比验证，证明预留缝开度符合规律。该项措施为解决严寒地区碾压混凝土高坝越冬水平层面开裂问题提供了一条新途径。 (4)本文从材料方面进行了碾压混凝土坝防裂措施的研究。在材料措施方面，深入研究高碾压混凝土坝基础约束区采用外掺Mgo措施，利用其微膨胀性能补偿坝体降温过程中产生的温度应力，以防止大坝纵向裂缝的发生。结合工程实例，通过对不同Mgo含量的胶材净浆的压蒸试验，确定了Mgo的合理掺量;通过对混凝土外掺Mgo微膨胀碾压混凝土的自生体积变形试验研究及对大坝基础温度应力补偿作用的研究，证明了外掺Mgo微膨胀碾压混凝土对大坝基础混凝土温度应力的补偿作用及其效果。
丁学所[10]2008年在《蚌埠闸混凝土裂缝控制的研究》文中研究说明随着社会经济的快速发展,在现代工程建设中,尤其在水利水电工程、道路桥梁工程、高层建筑工程的建设中,大体积混凝土作为主要承载结构,其性能与施工组织、技术的应用是评价建筑物质量关键,此领域一直是工程设计与施工组织者不断探究的源由。论文以蚌埠闸扩建工程为背景,论述混凝土在浇筑和固化前期,水泥胶体产生水化热,水化热形成了复杂的温度场,在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,从而产生的温度应力和收缩应力,导致混凝土出现裂缝,这种因非荷载作用开裂,影响结构的承载性能和安全使用。大体积混凝土结构在施工过程中,内外温度变化较大,混凝土在凝结过程中产生温度应力,导致混凝土体内或表面形成裂缝,分析和研究裂缝的产生与发展机理,掌握内外温度变化规律是大体积混凝土结构设计与施工中关键,必须掌握大体积混凝土的力学性能和裂缝的形成机理,实施温控防裂措施才能有效地防止裂缝的产生。大体积混凝土应用环境的多样性及水泥混凝土体系自身的复杂性,大体积混凝土的开裂问题大量存在;大体积混凝土温度变化所带来工程问题,为针对施工的技术问题,必须在施工过程中加以控制,所以,在蚌埠闸闸墩大体积混凝土施工中,设计闸墩测温装置,测量和记录混凝土不同部位的温度,分析各测点温度变化,控制大体积混凝土各部位温度变化,达到和满足设计要求。国内外科技工作者在混凝土裂缝研究方面已取得了许多成果,随着科技发展,新技术、新材料的应用,此领域的许多问题已得到了很好的解决;但现实问题不仅要求我们继续对混凝土的开裂机理、裂缝发展、评价作研究,还应对混凝土施工新技术应用、裂缝控制进行更加深入的研究,所以,本文通过蚌埠闸扩建工程分析,将大体积混凝土工程中常规处理加以剖析,以此为工程建设服务。
参考文献：
[1]. 大体积混凝土防裂技术措施的研究[D]. 李树奇. 天津大学. 2004
[2]. 高原环境下冬季大体积混凝土防裂技术研究[D]. 梁嘉彬. 兰州交通大学. 2012
[3]. 大型泵站防裂技术研究与实践[D]. 王星梅. 河海大学. 2005
[4]. 大体积混凝土裂缝预控系统的研究[D]. 高向东. 长安大学. 2009
[5]. 刘家峡黄河特大桥锚碇大体积混凝土温控研究[D]. 沈琼斐. 兰州理工大学. 2013
[6]. 拱坝混凝土温控防裂研究[D]. 肖志乔. 河海大学. 2004
[7]. 大型渡槽施工裂缝控制研究[D]. 周吉顺. 天津大学. 2011
[8]. 澧水大桥大体积混凝土锚碇温控技术研究[D]. 张磊. 长沙理工大学. 2011
[9]. 严寒地区碾压混凝土重力坝温度应力研究与温控防裂技术[D]. 王成山. 大连理工大学. 2003
[10]. 蚌埠闸混凝土裂缝控制的研究[D]. 丁学所. 合肥工业大学. 2008