碾压混凝土分层碾压离散元模拟及施工成层细观机理研究

作     者：刘东海 马子茹 孙龙飞 LIU Donghai;MA Ziru;SUN Longfei

作者机构：天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350 

出 版 物：《水利学报》 (Journal of Hydraulic Engineering)

年 卷 期：2024年第55卷第9期

页      面：1033-1044页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52279136) 

主　　题：碾压混凝土坝 施工成层 细观机理 层间结合质量 碾压参数 离散元模拟 碾压试验 

摘      要：碾压混凝土(RCC)坝特有的大仓面分层碾压工艺带来的层间结合质量问题,是影响其安全运行的重要因素。从施工控制的角度分析RCC施工成层机理,进而合理调整碾压参数,可有效保证大坝的施工质量。首先,通过RCC分层碾压试验,分析了碾压过程中含层面RCC的沉降规律、压实度及抗剪强度,为后续离散元模拟提供了基础;然后,建立并验证了RCC双层碾压与抗剪试验离散元模型;最后,给出了表征层间结合质量的骨料嵌入值指标,进而从孔隙率、层间骨料嵌入、层面应力分布、层间抗剪强度等方面分析了RCC施工成层的细观机理。结果表明:碾压参数对RCC的嵌入值、压实特性、层面应力和层间结合质量均有一定影响;嵌入值是影响层间抗剪强度的重要因素,二者呈线性相关,嵌入值每增加1 mm,模拟抗剪强度约增加1.583 MPa;激振力的增加以及行进速度、碾压厚度的减小均有利于提高层间结合质量,且碾压厚度是影响层间结合质量的最敏感参数。研究结果可为施工中RCC层间结合质量控制标准的制定提供理论依据。