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检修闸门门槽受剪承载力研究

土木工程学报 2023年第5期56卷 134-148页

作者：喻君陈祖鹏张涛汪基伟吴俊峰河海大学江苏南京210098 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

现行水工混凝土规范对高水头闸门门槽的受剪承载力复核提出了要求,但尚缺乏对应的计算方法。为此,文章针对检修闸门门槽的受剪承载力展开了试验和数值研究。以拉西瓦水电站进水口检修闸门门槽原型为对象,设计了2组13个缩尺检修闸门门槽... 详细信息

现行水工混凝土规范对高水头闸门门槽的受剪承载力复核提出了要求,但尚缺乏对应的计算方法。为此,文章针对检修闸门门槽的受剪承载力展开了试验和数值研究。以拉西瓦水电站进水口检修闸门门槽原型为对象,设计了2组13个缩尺检修闸门门槽试件的静力试验,研究剪跨比、混凝土强度与横向配筋率对检修闸门门槽破坏模式和极限受剪承载力的影响。通过三维有限元数值仿真,补充说明对应参数的影响规律。最后基于试验结果通过回归分析提出计算检修闸门门槽的受剪承载力计算公式,并给出算例进行应用展示。研究结果表明检修闸门门槽的受剪破坏机理为斜压破坏,混凝土的抗剪贡献占主导地位,受剪承载力提升幅度和混凝土轴心抗压强度增幅相同。尽管提高配筋率可提升受剪承载力,但该方法经济性差。检修门门槽的名义剪压比在剪跨比0.16~0.22随剪跨比的增加而近似线性增加,但在剪跨比0.22~0.28基本保持不变。

关键词：水工结构检修闸门门槽受剪承载力破坏模式剪跨比

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水工结构接触问题的多体有限元法

岩土工程学报 2016年第6期38卷 1051-1056页

作者：苏超赵业彬河海大学水利水电学院江苏南京210098

针对水工结构中的局部接触问题,提出了一种新的数值分析方法—多体有限元法。基于DDA方法的分析思路,以结构面切割而成的块体作为分析单元,每一块体均可允许自身有独立的位移和变形,通过块体间的接触和几何关系形成一个完整的块体系统... 详细信息

针对水工结构中的局部接触问题,提出了一种新的数值分析方法—多体有限元法。基于DDA方法的分析思路,以结构面切割而成的块体作为分析单元,每一块体均可允许自身有独立的位移和变形,通过块体间的接触和几何关系形成一个完整的块体系统。块体内部采用有限元法求解,块体之间通过接触力相互联系,且在接触界面上引入变形协调条件,保证了多个块体互相接触作用时块体位移和应力状态的连续性,从而使得计算更加符合实际情况。该方法接触求解过程中无需指定法向刚度及切向刚度等参数,避免了DDA方法因引入刚性弹簧而出现的嵌入问题,同时提高了块体内部变形的求解精度。推导了多体有限元法求解接触问题的支配方程,并给出了其增量形式的定解条件和判定条件。最后通过3个数值算例验证了本文方法的正确性和有效性。

关键词：多体有限元法水工结构接触问题接触判断

低热水泥全级配混凝土断裂试验及尺寸效应分析

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工程力学 2022年第7期39卷 183-193页

作者：高小峰胡昱杨宁邬昆李庆斌浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国三峡建设管理有限公司四川成都610041

该文分析了低热水泥全级配混凝土断裂性能的尺寸效应规律。通过在大坝工程施工现场浇筑成型试件有效高度为0.75 m、1.5 m和2.25 m的楔入劈拉试件并开展试验,获得低热水泥全级配混凝土稳定的双K断裂参数。基于试验结果,采用理论方法推求... 详细信息

该文分析了低热水泥全级配混凝土断裂性能的尺寸效应规律。通过在大坝工程施工现场浇筑成型试件有效高度为0.75 m、1.5 m和2.25 m的楔入劈拉试件并开展试验,获得低热水泥全级配混凝土稳定的双K断裂参数。基于试验结果,采用理论方法推求全级配混凝土无尺寸效应的失稳和起裂韧度,预测任意尺寸试件的最大和起裂水平荷载。研究发现,当韧带高度与骨料最大粒径比值大于等于6.0后,双K断裂参数趋于稳定。尺寸效应模型及其演化形式可用于确定全级配混凝土无尺寸效应的起裂和失稳断裂韧度,定量分析强度与韧度对裂缝扩展的影响,并可通过引入等效几何参数,分别建立任意尺寸试件最大和起裂水平荷载的预测方程。

关键词：水工结构断裂参数低热水泥全级配混凝土尺寸效应

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胶凝砂砾石坝模型试验突变理论破坏判据

水力发电学报 2022年第9期41卷 98-107页

作者：丁泽霖薛江寒王婧包闯华北水利水电大学水利学院郑州450046 扬州市广陵区李典镇人民政府江苏扬州225000

地质力学模型试验是研究胶凝砂砾石坝(cemented sand-gravel dam,CSG坝)安全稳定性的一种研究方法,但在试验中,模型的变位位移比较微小、倾覆趋势不易捕捉,并不能精确地判断出试验中模型受压破坏的区间及其超载安全系数(模型破坏时的极... 详细信息

地质力学模型试验是研究胶凝砂砾石坝(cemented sand-gravel dam,CSG坝)安全稳定性的一种研究方法,但在试验中,模型的变位位移比较微小、倾覆趋势不易捕捉,并不能精确地判断出试验中模型受压破坏的区间及其超载安全系数(模型破坏时的极限安全系数)。针对这一问题,本文通过开展CSG坝复杂地基条件下地质力学模型试验,得到了坝基内部应变、坝体下游面位移及坝体表面应变等数据,判断出模型的超载安全系数Kp在4.6~6.2区间内;为得到模型精确的超载安全系数,首先运用突变理论对模型试验数据进行四次多项式拟合,后将结果代入模型失稳判别式,得到了模型的超载安全系数K_(p)的精确区间为6.0~6.2。本文解决了困扰CSG坝地质力学模型试验中超载安全系数精确性的问题,对CSG坝后续的推广、发展和应用起到了积极的作用。

关键词：水工结构地质力学模型试验胶凝砂砾石坝突变理论破坏判据

中国水工结构抗冲磨防空蚀涂料的研究及应用现状

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水利水运工程学报 2023年第5期 158-168页

作者：孙红尧徐雪峰杜恒南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029

总结了影响水电工程冲磨损坏的影响因素和水电工程结构抗冲磨防空蚀的材料种类,重点介绍了抗冲磨防空蚀涂料的耐磨性能试验方法及其影响因素、抗冲磨防空蚀涂料的种类及其应用情况,陈述了环氧耐磨涂料、聚脲耐磨涂料和耐磨混凝土的性能... 详细信息

总结了影响水电工程冲磨损坏的影响因素和水电工程结构抗冲磨防空蚀的材料种类,重点介绍了抗冲磨防空蚀涂料的耐磨性能试验方法及其影响因素、抗冲磨防空蚀涂料的种类及其应用情况,陈述了环氧耐磨涂料、聚脲耐磨涂料和耐磨混凝土的性能差异和性价比。结果表明:影响水工结构冲磨损坏的因素主要为水的冲磨角度、水的流速、悬移质颗粒大小和悬移质的含量等;用于水工结构的抗冲耐磨涂料主要为环氧树脂涂料和聚脲类涂料;影响涂料本身耐磨性能的因素为树脂的弹性和硬度、填料的种类、微米级填料的硬度和含量等;抗冲耐磨涂料主要用于水电工程排沙洞、泄洪洞和溢流面等。

关键词：水工结构耐磨空蚀涂料环氧树脂聚脲

水工结构可靠性评估及补强加固研究——以佛山市高明区沧江船闸为例

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人民珠江 2023年第S02期44卷 73-80,91页

作者：廖芳珍余超王晗水利部珠江水利委员会珠江水利综合技术中心广东广州510611

水工建筑物建造过程中,因技术问题或施工管理不当等导致混凝土强度达不到设计要求引起的质量事故是目前工程质量事故的主要类型之一,该类质量事故的发生将直接影响到结构的使用安全。给出简单实用的可靠性评估的计算方法,分析混凝土补... 详细信息

水工建筑物建造过程中,因技术问题或施工管理不当等导致混凝土强度达不到设计要求引起的质量事故是目前工程质量事故的主要类型之一,该类质量事故的发生将直接影响到结构的使用安全。给出简单实用的可靠性评估的计算方法,分析混凝土补强加固技术,以佛山市高明区沧江船闸为例,对船闸混凝土结构的可靠性进行评估分析,并提出混凝土表面增强剂与钢纤维混凝土补强加固方案,最后以经验模型及质量检测结果论证方案的有效性,为混凝土结构的补强加固提供参考。

关键词：水工结构可靠性评估补强加固

杂散电流与受压荷载耦合作用下混凝土中的氯离子传输性能

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水利学报 2021年第8期52卷 1001-1010页

作者：倪源城朱尔玉北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为研究水工混凝土结构在杂散电流与荷载作用下的氯离子传输特性的变化,本文对埋置钢筋的混凝土试件分别设计了杂散电流单独作用以及和压缩荷载共同作用下的电化学腐蚀试验,对不同电流和荷载条件下的氯离子传输特性以及混凝土孔隙结构进... 详细信息

为研究水工混凝土结构在杂散电流与荷载作用下的氯离子传输特性的变化,本文对埋置钢筋的混凝土试件分别设计了杂散电流单独作用以及和压缩荷载共同作用下的电化学腐蚀试验,对不同电流和荷载条件下的氯离子传输特性以及混凝土孔隙结构进行测试,研究了杂散电流和压缩荷载对氯离子传输的影响。试验结果表明:混凝土内的钢筋会促进杂散电流对氯离子传输的加速效应。当压缩荷载一定,随着杂散电流增大,混凝土试件内的氯离子含量明显增加。当杂散电流一定,随着荷载的增大,混凝土试件内的氯离子的传输速率会出现先降低后提高的情况,传输速率开始提高的临界应力水平大致为0.4。此外,在已有研究和试验结果的基础上,推导了考虑压缩荷载和杂散电流作用下的氯离子传输模型,该模型结果与试验数据有较好的一致性。

关键词：水工结构杂散电流受压荷载氯离子传输混凝土

高延性水泥基复合材料在水工结构中的应用构想

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长江科学院院报 2023年第2期40卷 1-6,26页

作者：李家正长江科学院材料与结构研究所武汉430010 国家大坝安全工程技术研究中心武汉430010

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)最早由美国密歇根大学Li教授于20世纪90年代设计提出,近年来在工业与民用建筑建领域中得到了较为广泛的应用。长江科学院提出了适用于水工建筑的水泥基复合材料(HECC)概念。根据不同水工结构功能要求,... 详细信息

高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)最早由美国密歇根大学Li教授于20世纪90年代设计提出,近年来在工业与民用建筑建领域中得到了较为广泛的应用。长江科学院提出了适用于水工建筑的水泥基复合材料(HECC)概念。根据不同水工结构功能要求,HECC应具有按需设计的拌和物性能和成型方法、中等强度、低弹性模量、按需设计的延伸率、较强的热稳定性、高耐久性、可控的裂缝宽度以及较为宽泛的原材料选择。在此基础上,提出了HECC在堆石坝新型坝基廊道、面板堆石坝新型防渗面板、堆石坝新型心墙结构、拱坝基础约束区抗震防裂结构等水工结构中的应用构想。同时,展望了HECC未来拟研究的方向。研究成果对于提高水工结构的安全性、经济性和耐久性有参考价值。

关键词： HECC 中等强度可控裂缝宽度高耐久性水工结构

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高混凝土面板堆石坝接缝止水设计综述

人民长江 2024年

作者：殷鸣胡清义熊泽斌陈兴长江勘测规划设计研究有限责任公司

接缝止水是高混凝土面板堆石坝设计的关键技术问题之一，主要包括止水变形控制标准与止水结构设计两大方面。对国内外高混凝土面板堆石坝接缝止水设计研究进展进行了简述，介绍了目前我国接缝止水结构设计的基本思路及工程实践，研究认... 详细信息

接缝止水是高混凝土面板堆石坝设计的关键技术问题之一，主要包括止水变形控制标准与止水结构设计两大方面。对国内外高混凝土面板堆石坝接缝止水设计研究进展进行了简述，介绍了目前我国接缝止水结构设计的基本思路及工程实践，研究认为采用数值计算结合工程经验确定接缝止水变形控制标准是合适的，目前的创新成果集中在表层填料止水及其保护盖板、垂直缝柔性嵌缝材料等方面。混凝土面板堆石坝接缝止水后续设计研究中的重点为表层止水结构创新、止水结构简化设计、防挤压破坏措施、止水耐久性提高方法和修复技术。

关键词：水工结构混凝土面板堆石坝接缝止水变形控制标准止水结构设计