向家坝水电站碾压混凝土力学性能原位试验研究.pdf
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1、第 4 6卷 第 2期 2 0 1 5年 1月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 4 6 No 2 J a n , 2 01 5 文章 编 号 : 1 0 0 14 1 7 9( 2 0 1 5) 0 20 0 9 8一O 3 向家坝水电站碾压混凝土力学性能原位试验研究 宋 兴 君 ( 中国长江三峡集 团公 司 向家坝工程建 设部, 四J Il宜宾 6 4 4 6 0 0 ) 摘 要 : 为保证 向家坝水 电站施 工现场碾压 混凝 土的质量情况 , 组 织实施 了多项碾压混凝土生产性试验 , 以测定 不 同工况下的碾压混凝土物理力 学性能 。试验表 明, 在
2、 工程现场施工条件 下, 碾压混凝土抗压 、 劈拉及 原位抗 剪断强度等各种力学性能指标均满足设计要 求, 并且试验数据 具有较好 的相 关性 , 客观 反映 了碾 压混凝 土层 间 抗 剪 断 强 度 性 质 。 关键词 : 碾压混凝 土;力学性能 ;原位试验 ;向家坝水 电站 中 图 法 分 类 号 :T V 4 3 1 文 献 标 志码 :A DOI : 1 0 1 6 2 3 2 j c n k i 1 0 0 141 7 9 2 0 1 5 0 2 0 2 4 向家 坝水 电站 坝址 区域 地 质 条 件 极 为 复杂 , 左 右 岸 分 别广 泛分 布有 挤压 破碎 带和 挠 曲核
3、部 破碎 带等 的 不 良地质 体 , 必须采 取严 格 的坝 基处理 措施 , 并 置换 大 量混 凝 土 以改 善地 质 条 件 , 这 样 一来 将 严 重 制 约 工 程 进 度 。为 此 , 决定 在坝 基 缺 陷槽 和 大 坝部 分 区域 采 用 碾 压 混凝 土快 速施 工 , 累计 浇筑 量 约 4 0 0万 m 。为 保 证 施 工 现场碾 压混 凝 土 的 质 量情 况 , 在 向 家坝 一 期 和 二期 工程 施工 期 间 , 分 别 组 织 不 同单 位 实施 了碾 压 混 凝 土现场 生产 性试 验 , 对 碾 压 混 凝 土 的 各项 施 工 工 艺 参数 进行 了
4、验证 。 主要 内容 包 括 : 研 究 碾 压混 凝 土 施 工过 程 中不 同层 面处 理方 式及 不 同间歇 时 间对层 面粘 结 强度 的影 响 ; 明确 碾 压 混凝 土 的初 、 终凝 时 间 , 连 续 升层 的允许层 间间歇 时 间 以及 最佳 冲 毛 时 间 ; 最 终 达 到设 计 龄期 的碾 压混 凝 土 原 位 抗 剪试 验 , 测定 不 同施 T 工况 下碾 压混 凝土 的物 理力 学性 能 ” 。 l 试验 方案 1 1试验场地布置 试验 场地 为一 3 0 m X 2 5 m( 长 宽 ) 的矩 形 区域 。 分 6个条 带 , 其 中 3个条 带浇 三级 配混
5、凝土 , 周边 浇 筑 三级 配变态 混凝 土 ; 另 3个条 带浇 二级 配混 凝土 , 周 边 浇筑 二级 配变 态混凝 土 。6个 条带 宽度 均为 4 m, 场 地 周 边 为 0 5 m 宽 的变态 混凝 土 区域 , 共浇 筑 3层 , 每 层 压 实厚度 为 3 0 e m。现场 碾压 试验 前 , 先 将 基础碾 压 8 遍 , 然后 浇 筑 2 0 c m 厚 的 C 2 0三 级 配 垫层 混 凝 土 , 7 d 后 再浇 筑 3 0 c m厚 的第 一 层 C l s o 2 5二 、 三 级 配 碾 压混 凝 土 。试验 场地 平 面布 置见 图 1 。 第一条带 (
6、三级配混凝土 ) 第二条带 ( 三级配混凝土 ) 第三条带 ( 三级配混凝土 ) 第四条带 ( 二级配混凝土 ) 第五条带 ( 二级配混凝土 ) 第六条带 ( 二级配混凝土 ) 塑里茎至塑鳖圭 ! 加浆5 0 L ra T 图 1碾 压 混凝 土现 场原 位试 验 平 面布 置 ( 单 位 : m J 各条 带 分别对 应 不 同试 验 工况 , 工况 划分 如下 : 工 况 l , 二 级 配连续 上 升 ; 工 况 2 , 二 级 配 初 凝 1 4 h后 铺 砂 浆上 升 ; 工 况 3 , 二级 配 终 凝 2 3 h后 铺 砂 浆 上 升 ; 工 况 4, 三级 配终凝 2 4 h后
7、 铺 砂 浆 上 升 ; 工 况 5, 三 级 配 初 凝 1 5 h后铺 砂浆 上升 ; 工 况 6 , 三级 配连 续上 升 。 1 2原 位 抗 剪 试 验 方 法 碾 压混 凝土 抗剪 断参 数是 关乎 重力 坝抗 滑稳 定 的 重 要参 数 。 由于碾压 混 凝 土 坝 是 分 层碾 压 浇 筑 施 工 , 因此 坝 体 内部 存 在 上 下2 层 : 碾 压 混 凝 土 层 间和 混 凝 收 稿 日期 : 2 0 1 40 81 4 作 者简介 : 宋兴君 , 男, 硕士 , 主要从 事水电工程建设项 目管理 工作 。Em a i l : s o n g x i n g j u n
8、 c t g p c c o m c n T1 第 2期 宋兴君 : 向家坝水 电站碾压混凝土力学性 能原位试验 研究 9 9 土层 内 , 且 两大 类 混 凝 土 的抗 剪 受 力 特 点 不 同 。通 过 对 现场 碾 压混凝 土 展 开 的原 位 抗 剪 试 验 ( 见 图 2 ) , 提 出了不 同工况 下碾 压 混 凝 土 的抗 剪 断 参 数 , 可 为验 证 和确定 碾 压 混 凝 土 质 量 控 制 标 准 及 施 工 措 施 提 供 依 据 。 面 图 2原 位 抗 剪 加 载 示 葸 ( 单 位 : e m) 采用 平 推法 进行 原位 抗 剪 试 验 , 试 件 的剪
9、切 尺 寸 均 为 5 0 e m 5 0 c m, 高 3 0 c m。每个 碾 压条 带 为 1组 , 每组 5块 试件 , 每 块试 件 对应 一个 垂 直应 力 , 利 用 混凝 土切 割 机将 试件 与 周 围 的 混凝 土分 离 , 形 成试 验 坑槽 和试 件 , 严 防试 件扰 动 。在 每一 个试 件周 围钻 4个 孔 , 预埋 锚 杆为 施 加垂 直荷 载提 供 反作 用力 。 ( 1 )垂 直 载 荷 。试 验 最 大垂 直荷 载 为 3 MP a , 按 施 加在 剪切 面上 的最 大 法 向应 力 分 5级施 加 , 即 每 块 试 件 为一级 。对 于每个 试 件
10、, 法 向载荷再 分 1 3级施 加 , 分 级 可视各 试 件 法 向应 力 的 大 小 而定 。严 格控 制 加载 时 间 , 每 5 mi n施加 一 级 载荷 , 加 载后 立 即测 读每 级载 荷下 的法 向位 移 , 5 mi n后 再 测 读 1次 , 即 可施 加 下一 级 载荷 。施 加至 预定 载荷 后 , 仍 按 每 5 mi n测 读 1 次 , 当连 续两 次测 读 的法 向位移 之差 不 大 于 0 O 1 m m 时 , 视为稳定状态。每一级荷载实验完成后保持法 向 应力 始终 为 一常数 。 ( 2 )剪 切 载荷 。该 次 试 验 中 , 对 同一 试 件 在
11、 同一 法 向应 力作 用下 , 按 预估 的最 大 剪 切 载 荷 分 81 2级 连 续施 加载 荷 进 行 水 平 剪 切 。每 5 mi n施 加 一 级 , 每 级 载荷施 加 前后 注意 记 录位移 测表 数值 。在 剪切 位移 明显增 加 时应力 分级 应减 半施 加 , 直至 试件 剪断 , 得到 试 件 的抗剪 峰值 应 力 , 即混 凝 土 试 件 抗 剪 断强 度 。在 试 件剪 断 后 , 保 持 法 向应 力 不 变 , 测 试 试 件 的残 余 强 度 。待 变形 稳定 后 进行 第 二 次 剪 切 , 直 至 得 出 二 次抗 剪 峰值 应力 为止 , 即混凝 土
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- 水电站 碾压 混凝土 力学性能 原位 试验 研究
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