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参照该文采用混凝土获得必然热能就会终凝这一
作者:
永乐国际
发布时间:
2018-05-07 11:59
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  1概述石门水利枢纽工程位于陕西省汉中褒河下逛,正在峡谷出口处上逛1.8km,距汉中市约18km.枢纽工程由混凝土双曲拱坝、河床电坐、河东、河西引水灌溉渠首、反调理池等建建物形成,是一座以灌R为从、连系发电的分析操纵的大型水利工程。石门拱坝是一座变圆心、变半径的混凝土拱坝,坝篼88m,弧长260m,坝顶宽5.0m,最大底宽27.3m,采用6个中孔泄洪,孔口尺寸为7x8m.为石门拱坝的运转性态,正在拱坝监测系统中安插了相当数量的坝体内部监测仪器,包罗应变计、钢筋计、测缝计、温度计等。因为混凝土材料的特殊性,内部监测仪器的实测材料阐发较之变形、此中尤以应变计(组)的计较阐发最为繁难。家喻户晓,正在混凝土坝原体监测中,为了获得由外力发生的变形,必需扣除应变计实测变形中的非应力变形部门。因而,正在应力应变监测设想中必需安插必然数量的无应力计。共同石门拱坝坝体应力应变监测,正在一些响应的应变计组旁边安插了共计19支无应力计,具体拜见。2无应力计阐发埋设无应力计的目标,正在于量测正在无束缚情况下的混凝土变形特征,以便正在应变计材料中,确定由外力发生的应力应变。此外,研究无应力计变形中自生体积变形的纪律对于大坝混凝土自生体积变形特征对坝体布局应力的调整感化具有很大的适用价值。通过对原体监测材料的阐发研究发觉,初期具有必然微膨缩、且后期连结不变的自生体积变形的混凝土能使坝体发生必然的预压感化,对坝体混凝土施工温度应力可能发生的晦气拉应力有较着的改善感化。因而,研究混凝土自生体积变形不只可为阐发施工期坝体混凝土布局性态供给需要的根据,并且也为研制、选择坝工扶植中最有益的混凝土材料供给贵重的材料。2.1混凝土自生体积变形的概念无应力计所测得的是不受外力(如水压力、自沉等)感化的体积变形。关于混凝土体积变形的寄义,凡是认为是由温度变形和混凝土自生体积变形构成。至于混凝土自生体积变形,则有分歧说法,如正在定义时称它是“正在形态下的混凝土除了由温度变化而惹起体积变化以外的体积变化”,“它是由化学及物理两种缘由所形成的”。则定义为“自生体积变化是因为混凝土内部的化学反映而惹起的”。现实上,影响混凝土自生体积变化的要素很复杂,仅混凝土的纯化学反映至多会惹起三种体积变形,即水浞水化所的闶相体积增大、水化时液相体积的削减和可能的混凝土硷骨料反映发生的体积膨缩。此中液扣体积的变化尤为复杂,混凝土中的水有一部门进人晶体成为连系水;有的进人晶体的层状布局或孔隙之间成为层间水;有些水取硅酸盐水化成为胶凝体,它吸附的一部门水称为胶凝水;还有一部门残剩的、保留正在毛细孔隙中的纯液相水。这部门毛细管水最容易同进行互换,所谓的混凝土湿度变化次要就是指这部门水的变化。2.2基准时间简直定对于内部监测仪器而言,基准值简直定很主要。按照内不雅仪器的工做特点,无论是无应力计仍是应变计,均应将其和混凝土起头配合变形的时辰做为不雅测值的零点。供给了内部监测仪器基准时间选择的方式,即以混凝土终凝时间做为基准点。参照该文采用混凝土获得必然热能就会终凝这一概念确定混凝土的终凝时间,其所需总内能取为209KW4,有表达t为起始时间,tA则做为终凝时间,2.3无应力计材料阐发方式由上述混凝土自生体积变形形成的机理即可看出,混凝土自生体积变形的纪律是取形成混凝土的水泥、骨料的成分及水泥水化过程的前提和相关,同时还和混凝土四周的等多种要素相关。此外,无应力计实测数据中还可能包含有因仪器埋设部位、埋设方式等要素而发生的附加变形。因而,无应力计自生体积变形的形态和纪律不成能是分歧的,即便是正在统一座大坝,分歧部位的混凝土自生体积变形也可能变化较大,有时以至呈现变形性态相反的环境0为便于简化阐发,正在一般环境下,将无应力计所测得的应变分为由温度变形oAT、自生体积变形G(t)和不雅测误差8.若是仪器埋设不妥,仪器工做不,则可能存正在不该呈现的应力应变e1;再则,若是仪器埋设正在温度梯度较大的部位时,还可能存正在因为温度变形惹起的测值失其句。总之,能够将总应变写为:正在这里,混凝土自生体积变形G(t)是包罗了所述的水泥正在水化和软化过程中所惹起的全数体积变化。无应力计有多种阐发方式,此处采用线性回归方式来确定混凝土的热膨缩系数a和自生体积变形G(t),从而求出非应力应变aAT+G(t)。正在(1)略去+,则总应变可写为:采用实测无应力计度AT做为因子,成立统计模子此中t以天为单元,基准时间时为零点,用X13正在丨971.111987.12间的676个样本点做逐渐回归,得复相关系数为0.9874,尺度差9.237,最佳回归方程为:U)无应力计X13自生体积变形但从(b)中能够看出,S(t)具有较着的周期性。如前所述,对于自生体积来说这是不成能的。既然温度变形已由oAT提取,则S(t)的年周期变化表白正在e⑴中有El或(和)存正在。为会商残差S(t)中存正在周期性的缘由,用式别离对S(t)和X13的温度值做回归阐发,成果见表1,即S(t)较TX13有84的提前。表1瀛度回归成果仪器复相关系数R尺度差s系数Cl相位角3 X13位于V570篼程,距下逛坝面约lm.因为温度梯度较大,存正在惹起S(t)有周期性变化的两种可能:一是因为埋设不妥,无应力计筒的感化部份丧失,使无应力计部门地和坝体混凝土成为一体,从而遭到束缚,发生应力应变;另一种可能是因为无应力计竖向安放,正在温度梯度的感化下,筒内混凝土发生雷同于悬臂梁的弯曲,惹起无应力计弯曲而使测值失实。若是因为埋设不妥,则无应力计相当于一支应变计。考虑Y取之不异的应变计S103,由温度梯度惹起的应力应变应取之不异。用正弦函数拟合因为温度梯度惹起的应变。由表1可知,无论是相位、仍是幅值,和X13的S(t)均不分歧。如所示,因为混凝土块ABCD处于无束缚形态,其温度位移:就A、B两点来说,因为x标的目的为温度梯度标的目的,其变形自即这种弯曲正在时间上应和温度梯度分歧。写出X标的目的的温度分布为:则比力(11)式和(9)式可知,因为弯曲发生的应变计失对于温度应变的相位差应为然分歧,设AB变形到AB,从而使无应力计发生弯曲,因为(7)式可得所以,能够认为X13的8中的周期性响应是两种因索的配合感化。无应力计扣用期性因索后的残差过程线8(t)3灌凝土自生体积变形纪律按照上节会商的方式,采用A(或A(t)做为自生体积变形,对石门拱坝各支无应力计的测值做逐渐回归,其成果列于表2,各测点混凝土的自生体积变形曲线绘于中。表3则列出了石门拱坝混凝土材料、配等到其自生体积变形的牿征消息。从计较成果来看,石门坝体混凝土的膨缩系数正在:到11.2xl-5l/t;:间。平均约为9.47xlO5l/t,因为热膨缩系数和混凝土构成材料、等要素相关,存正在不同是一般的。表白,坝体混凝土的自生体积变形除X18以外均为膨缩型,并且大大都(除X2以外)均已不变,X2自生体积变形的成长是由于其的缘由,它埋设正在8坝段的V537篼程中部。X3虽然和X2类似,但混凝土特征分歧。现实上,X2所正在混凝土的抗压强度为330kg/Cm2,而X3所正在的混凝土则为289kg/Cm2.X18的混凝土自生体积变形为收缩型,估量是由于水泥存放过久(由500降为400利用)所致。表3石门拱坝灌凝土材料取自生休积变形仪器编号埋设高程部位水泥品种水泥标号水泥用量(kg/m3)水灰比混凝土标号自生体积变形变形特征1变形量(岬)拱冠中部跃县硅酸盐先缩后缩左拱中部跃县硅酸盐膨缩左拱上逛跃县硅酸盐左拱下逛跃县硅酸盐膨缩拱冠上逛跃县硅酸盐拱冠中部跃县硅黢盐拱冠下逛跃县硅酸盐膨缩左拱上逛跃县硅酸盐左拱中部跃县硅酸盐蟛缩左拱下逛跃县硅酸盐膨缩拱冠上逛跃县硅酸盐膨缩拱冠下逛跃县硅酸盐膨缩左拱上逛跃县硅酸盐左拱下逛跃县硅酸盐拱冠上逛天山矿渣先缩后缩拱冠下逛天山矿液先缩后缩拱冠上逛跃县硅酸盐降为收缩拱冠下逛跃县硅酸盐降为由表3能够看出,石门拱坝至多采用了硅酸盐和矿渣如许两种分歧性质的水泥和出产厂家,但它们的自生体积变形却都呈膨缩特征。一个很天然地揣度就是,发生这种膨缩型自生体积变形的次要缘由是本地的混凝土骨料具有较大的活性,水泥混凝土中的碱-骨料反映导致了混凝土体积的持续微膨缩。它的膨缩量以至能抵消掉矿渣水泥初期发生的较大收缩,后期仍能达到必然的微膨缩量。它我们正在混凝土大坝工程的水泥和沙石骨料场选择时,进行混凝土自生体积试验,可能找到能发生具有必然量的微膨缩自生体积变形的材料,则对改善大体积混凝土工程的施工应力形态和建建物的运转性态都将带来益处。由表中还可看出,水泥标号高比标号低的活性含量高,以其拌制的混凝土的自生体积变形也比水泥标号低的混凝土要大。可是,高标号水泥若放置时间过长,其活性将大幅度降低,致使其取骨料进行的碱-骨料反映所发生的混凝土自生体积膨缩甚微。如位于V610高程的无应力计X18,其混凝土自生体积一曲为收缩变形。此外,从表中也可看出,处于统一部位、统一种混凝土材料的自生体积变形其特征附近,且其自生体积变形的数值也较接近。如位于V570高程拱冠上、下逛部位的无应力计X12、X13属于统一种配比的混凝土,其自生体积变形的特征几乎完全分歧。4小结混凝土自生体积变形是混凝土正在凝结、软化过程中本身发生的一种体积变形,其变形性态除取构成混凝土的水泥、沙石等材料的特征相关外,还遭到其四周的影响,其变形性状差别很大。从埋设正在混凝土中的无应力计实测材料平分解出自生体积变形时可能包含有凡是表示为周期性变化的附加变形,正在阐发时应予以剔除。石门拱坝混凝土的两种水泥中,硅酸盐水泥正在水泥水化、软化过程中有可能发生膨缩性的体积变形,技术应用,但其矿渔水泥则是收缩型的。然而石门拱坝的混凝土自生体积变形根基上是呈膨缩型的,它表白石门拱坝的混凝土沙石料含有较高的活性,水泥取骨料发生的硷-骨料反映,发生了持续的体积增加。即便是矿渣水泥混凝土,其后期的自生体积变形仍然是膨缩型的。正在工程扶植中,无意识地选择能发生具有微膨缩性自生体积变形的混凝土材料,对于改善施工期混凝土布局的应力情况、降低工程制价、提高工程质量将带来显著的结果。



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