廊道布置对混凝土重力坝冻融破坏特性影响研究
2021-08-11李文博熊勃勃陈博夫杨玉朋
水力发电 2021年5期
李文博,熊勃勃,陈博夫,杨玉朋
(三峡大学水利与环境学院,湖北 宜昌 443002)
混凝土冻融破坏是水工建筑物老化病害和耐久性下降的主要原因之一,地处寒冷地区的混凝土大坝由于四季气候的更迭变换导致混凝土酥松剥落、深层冻胀破坏的现象十分普遍[1]。修建于1937年的吉林丰满大坝遭到冻融和冻胀破坏,威胁大坝的安全运行[2];刘家峡、云峰和参窝水电站都经受了一定程度的混凝土冻融破坏[3-5]。冻融破坏的主要诱因是混凝土孔隙中的自由水在低温作用下结冰膨胀[6,坝身内的水饱和度与渗流场影响了混凝土大坝冻融破坏特性。在混凝土重力坝的设计当中,为了满足坝体灌浆、集中排除坝体地基渗水以及方便检修与观测需要一般会设置廊道[7],而廊道是影响坝体渗流场特性的主要因素之一,且排水廊道的增设会降低下游坝面的冻融点[8],改变逸出边界和自由面。廊道的布置对混凝土重力坝的渗透稳定发挥重要作用,由于大坝随服役期的增长进入疲劳期导致自身防渗系统的老化[9],控制坝身渗流区域与水位函数的大小至关重要。因此从结构角度出发,研究廊道布置形式对混凝土冻融损伤特性的影响有利于在混凝土重力坝设计阶段提高大坝抗冻耐久性。
目前,在混凝土材料的冻融试验研究中,可通过混凝土快速冻融室内加速试验,以质量损失和动弹性模量的变化作为耐久性指标探究水工混凝土材料的耐久性衰减损伤过程与机理[10]。……
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