乐昌峡水利枢纽拦河坝大直径碾压混凝土芯样物理力学性能研究.pdf
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1、 第 7期 2 0 1 3年 7月 广 东水利水电 GUAN GD0NG W AT E R RE S OUR CE S AND HYDROP OWER No 7 J u 1 2 0 1 3 乐昌峡水利枢纽拦河坝大直径 碾压混凝土芯样物理力学性能研究 万 家瑞 ,杨 永 民,张君禄 ( 广东省水利水电科 学研 究院,广 东省水利重点科研基地 ,广 东 广O ,t、 1 5 1 0 6 3 5 ) 摘 要:广东省乐昌峡水利枢纽工程是广东省重点工程 ,其工程质量好坏关系民生。为了表征拦河坝碾压混凝土的施工 质量,对该拦河坝分 3个坝段 ,对不同级配的碾压混凝土进行大直径高质量的钻孔取芯,并对芯样进行
2、相应的物理力学 性能试验。试验结果表明,该方法有效地表征 了碾压混凝土的施工质量,坝体原位芯样的各种物理力学及耐久性指标均 达到了设计要求,部分参数优于同类工程。 关键词:乐昌峡水利枢纽;拦河坝;碾压混凝土;芯样;物理力学性能 中图分类号 :T V 4 3 】 文献标识码 :B 文章编 号:1 0 0 8 0 1 1 2 ( 2 0 1 3 ) 0 70 0 1 9 0 4 1 工 程概 况 广东省乐 昌峡水利枢纽工程位于韶关乐昌市境 内、 北江支流武江乐 昌峡河段塘角火 车站 附近 ,下距 乐昌 市 1 4 k m、距韶关 8 1 4 k m。工程主要任务是以防洪为 主结合 发 电 ,兼顾
3、航运 和灌 溉 。工程 等别 为 等大 ( 2 ) 型 ,主要建筑物级别为 2级 ,次要建筑 物为 3级 , 临时性建筑物 4级。乐 昌峡水利枢纽工程采用碾压混 凝土重力坝 ,最大坝高为 8 4 2 m,坝顶高程为 1 6 4 2 r n , 坝顶 长 为 2 5 6 In,宽 为 7 n l 。水 库 正 常 蓄 水 位 为 1 5 4 5 In,防洪 限制水 位 为 1 4 4 5 m,校核 洪水 位为 1 6 3 0 m,死水位为 1 4 1 5 m,总库容 为 3 4 4亿 r n , 防洪库容为 2 1 1 亿 r n ,调节库容为 1 0 3 7亿 In ,死 库容为 0 9 8亿
4、 m ,为季调节水库 。 为 了表征拦河 坝碾压混凝土 的施工质量 ,把该拦 河坝分 3个坝段 ,对不同级配的碾压混凝 土进行大直 径高质量的钻孔取芯 ,并对 芯样进行相应 的物理力学 性能试验 ,芯样 的直径为 1 5 0 l m和 2 0 0 Inm两种。其 中,溢流坝段二级配和三级配碾压混凝 土区分别取芯 5 4 5 m和 5 0 5 In;左岸挡水坝段二级配和三级配碾压 混凝土 区分别取芯 6 9 0 6 m和 2 3 5 I T I ;右岸挡水坝段 二级 配 和三级 配 碾压 混 凝 土 区分别 取 芯 6 8 8 In 和 6 0 3 m。总进尺 为 3 2 7 6 I n ,其
5、中 ,单根 连续 芯样长 度在 1 0 In 以上 的共 6根 ,占芯 样 总长度 的 3 3 5 , 单根连续 长度在 1 5 In 以上 的 4根 ,占芯样总 长度 的 2 2 7 ,尤 其 是 一 条 三 级 配 碾 压 混 凝 土 芯 样 达 到 l 8 9 1 m,为当时 国内乃至世界碾压 混凝土超长 芯样 之最 一 。 2 试 验 方法 按照各种试验 的试件要求长度进行切割后 ,采用 双端面磨石机磨平芯样两端面,使高度 和平整度满足 规范要求 。试件的尺寸采用游标卡尺测量 ,在芯样试 件中部的两个位置上测量试件 的直径 ,取其算术平均 值作为芯样试件的直径;在芯样直径 的 2个端点
6、测量 加工后的芯样试件高度 ,取平均值作 为芯样试件的高 度。各种物理力 学性 能及耐 久性试验 按照 S L 3 5 2 2 0 0 6 水工混凝土试验规程 实施 。 3 碾压混凝土芯样物理性能试验 碾压混凝土表观密度是设计在进行坝体设计 或安 全复核时的重要参数 ,为了得到拦河坝不同坝段 、不 同级配的碾压混凝土在施工后 的原位表观密度 ,分不 同高程对坝体取 出的芯样进行 了试验 ,其 中包括 自然 状态下的表观密度 ( 见图 1 ) 、饱 和状态下 的表观密度 ( 见图 3 ) 以及含水率( 见 图2 ) 。 由诸图中可见,二级配碾压混凝土的自然状态下 的 表观密度在 2 4 4 0
7、2 4 9 0 k g m 3 ,平均值为 2 4 0 3 k g m 。 三级配碾压混凝土的 自然状态下的表观密度在 2 4 5 0 2 5 2 0 k g In 之间,平均值为 2 4 7 0 k g m 。二级配碾 压混凝土在坝体的主要功能是配重并起防渗作用,骨 收稿 日期 :2 0 1 3 0 5 2 9;修回 日期 :2 0 1 3 0 6 2 5 作者简介:万家瑞( 1 9 8 7一) ,男 ,工程师,主要从事水工结构和水工材料研究。 1 9 2 0 1 3年 7月 第 7期 万家瑞 ,等 :乐 昌峡水利枢纽拦河坝大直径碾压混凝土芯样物理力学-陛能研究 2 6 ( ) 0 2 5
8、5 0 , g 2 5 0 0 。 悔 2 4 0 O 2 3 5 O 2 3 0 0 2 薄 * 虹 l 图 1 各坝段碾压混凝土 自然状态下 的表观密度 O 溢流 坝段 碾压 混凝 寸 芹 岸挡水 坝段碾 压混 凝: L 右岸 挡水 坝段碾 乐混 凝 I - - 一 _ _ _- 一 _ : 级 绒 配 2 6 0 0 2 5 5 0 2 5 ( ) ( ) 2 4 5 0 2 4 0 0 2 3 5 0 2 3 0 0 图2各坝段碾 压混凝土的含水率 图 3 各 坝段碾压 混凝 土饱 和状 态下的表观密度 料体积相对较少。三级配碾压混凝土在坝体 的主要功 能是配重 ,骨料体积相对较大 ,
9、因此三级配 自然状态 下 的表观密度相对较大。 各个高程各坝段碾压 昆 凝 土饱 和状态下 的表观密 度分布规律和自然状态下的表观密度相类似,含水率 则变化不大。 4碾压混凝土芯样 力学性能试验 4 1 碾压混凝土芯样 自然状态和饱和状态抗压强度 各个坝段二级配碾压混凝 土不 同高程的饱和状态 及 自然状态下的抗压强度见 图 4 。由图 4可见 ,溢 流 2 0 坝段二级配碾压混凝土各个龄期 的饱和状态下抗压强 度为 3 2 43 8 7 MP a ,自然状态下的抗压强度为 2 7 5 3 6 5 MP a ,左岸挡水坝段二级配碾压混凝土各个龄 期的饱和状态下抗压强度为 2 1 83 1 6
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