绿塘水库堆石混凝土大试件力学性能试验研究
2020-04-13李友彬朱柏松唐晓玲何涛洪乔志超吴弦谦
李友彬,朱柏松,唐晓玲,何涛洪,乔志超,吴弦谦,杨 林
(1.贵州大学土木工程学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省遵义水利水电勘测设计研究院,贵州 遵义 563002;3.北京华石纳固科技有限公司,北京 100085)
堆石混凝土(Rock Filled Concrete,简称RFC)技术是由清华大学水利系团队发明并获得国家发明专利授权的新型大体积混凝土施工技术。贵州遵义绿塘拱坝是国内首座不分横缝和应用混凝土预制块模板的RFC单曲拱坝,水库总库容2040万m3Ⅲ等中型工程,坝顶高829.50m,坝顶宽6.0m,最大坝底厚16.0m,最大坝高53.5m。为复核验证前期设计成果,研究RFC力学性能,对坝体材料RFC作相关试验研究,使理论计算分析参数取值更加合理、计算成果更加可靠,为RFC拱坝应用推广提供借鉴作用。
1 理论基础
朱柏松教授首先建议对RFC应视为复合材料来研究,抗拉强度对RFC拱坝结构受力稳定性起主要作用,材料力学性能决定结构应力应变状态,决定大坝的强度安全和承载能力。本研究针对RFC大试件考虑堆石、SCC、堆石体与SCC硬化水泥胶体粘结面随机组成复合材料三相介质,获取基本性能参数;分析RFC在荷载作用下应力发展和最终破坏全过程。分别进行堆石、SCC、堆石与SCC粘结界面力学性能试验,推导RFC复合材料本构关系模型,为RFC拱坝及其他类型坝提供安全分析评估基础数据。
理论上,复合材料在受力时,高弹性、高模量介质承受大部分荷载,低弹性、低模量介质主要作为媒介,传递和分散荷载。各相的性能关系如下[4]:
σc=k1[σfφf+σm(1-φf)]=k1[σfφf+σmφm)]
(1)
Ec=k2[Efφf+Em(1-φf)]=k2[Efφf+Emφm]
(2)
式中,σf、Ef—高弹性、高模量的介质的强度和弹性模量;……
