低弹模混凝土受压破坏型式试验研究.pdf
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1、第3 5卷第9 期 2 0 1 3年 9月 人民黄河 Y EL L O W R I VE R Vo 1 3 5 No 9 S e p , 2 01 3 【 水利水 电工 程 】 低弹模混凝土受压破坏型式试验研究 郑敏 生 , 马 晓华 , 苏玉杰 , 梁国钱 ( 1 浙江省水利河 口研究院 浙江省水利 防灾减 灾重点实验 室, 浙江 杭州 3 1 0 0 2 0 ; 2 浙江绩 丰岩土技术股份有限公司 , 浙江 杭州 3 1 0 0 1 3 ) 摘要: 为了检验土石坝中低弹模混凝土防渗墙采用第一强度理论设计的适宜性, 通过三轴试验机施加不同的围压对低 弹模混凝土进行压缩破坏型式试验研究。研究表
2、明: 低弹模混凝土单轴抗压破坏型式为压碎型, 符合第一强度理论 ; 施 加一定围压后抗压破坏型式为剪切型, 符合摩尔一库仑强度理论。在土石坝工程中, 由于防渗墙两侧存在土体的侧压力 作用, 因此对低弹模混凝土防渗墙采用摩尔一库仑强度准则进行设计更加符合实际工程情况, 但采用第一强度理论进行 设计 , 其极 限强度会低 于实际的承载力 , 对工程 来说是偏 于安全的 , 同样也是适 宜的。 关键词 :水工材料 ;破 坏型式 ;三轴压缩试验 ;低弹模混凝土 ;土石坝 中图分类号:T V 5 4 3 文献标志码: A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 1 3
3、 7 9 2 0 1 3 0 9 0 3 7 Ex p e r i me nt a l S t ud y o n Co mp r e s s i v e Fa i l ur e Ty pe o f Lo w El a s t i c M o d ul us Co n c r e t e ZHENG Mi n s h e n g ,MA X i a o h u a , , S U N Y u j i e ,L I A N G G U O q i a n ( 1 K e y L a b o r a t o r y o f D i s a s t e r P r e v e n t i o n a
4、n d R e d u c t i o n ,Z h e j i a n g I n s t i t u t e o f H y d r a u l i c sE s t u a r y ,H a n g z h o u 3 1 0 0 2 0, C h i n a ; 2 Z h e j i a n g Ge o f o r e G e o t e c h n i e a l E n g i n e e ri n g C o L t d, Ha n g z h o u 3 1 0 0 1 1 , C h i n a ) Abs t r a c t :I n o r d e r t o e x
5、 a mi n e t h e a p p l i c a b i l i t y o f t h e fir s t s t r e n g t h t h e o r y b e i n g u s e d t o t h e d e s i g n o f t h e l o w e l a s t i c mo d u l u s c o n c r e t e c u t o ff wa l l i n e a r t h r o c k f i l l d a m,t h e c o mp r e s s i v e f a i l u r e t e s t o f l o w
6、e l a s t i c mo d u l u s c o n c r e t e u n d e r c o n fin i n g p r e s s u r e i mp o s e d b y t r i a x i a l t e s t i n g ma c h i n e we r e c a r r i e d o u t i n l h i s p a pe r T h e r e s u l t s h o ws t ha t t h e un i L x i a l c o mp r e s s i v e f a i l u r e o f l o w e l a s
7、 t i c mo d u l u s c o n c r e t e i s c r u s h i n g f a i l u r e,wh i c h c o n f o n T i s t o t h e fir s t s t r e n g t h t h e o r y Be s i d e s,b e i n g p r e s s e d b y a c e r t a i n p r e s s u r e ,t h e c o mp r e s s i v e f a i l u r e i s s h e a r f a i l u r e a n d s a t i
8、s fi e s t h e Mo r e Co u l o mb s t r e n g t h t h e o ryT h u s ,i n t h e d e s i g n o f l o w e l a s t i c mo d u l u s c o n c r e t e c u t o ff w a l l u n d e r l a t e r a l p r e s s u r e o f t h e s o i l ,t h e Mo r e - C o u l o mb s t r e n g t h t h e o ry i s mo r e c l o s e t
9、o t h e p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g t h a n t h e fi rst s t r e n gth t h e o ryW h e n d e s i g n i n g b y t h e fi r s t s t r e n gth t h e o ry ,t h e u l t i ma t e s t r e n gth o f t h e l o w e l a s t i c mo d u l u s c o n c r e t e i s l o we r t h a n t h e a c t u a l b e
10、 a r i n g c a p a c i t y a n d i t i s s a f e f o r e n g i n e e rin g Ke y wo r d s:h y d r a u l i c ma t e ria l ;f a i l u r e t y p e;t r i a x i a l c o mp r e s s i o n t e s t ;l o w e l a s t i c mo d u l u s c o n c r e t e;e a r t h r o c k fil l d a m 混凝土防渗墙在水利工程中有着广泛的应用 , 防渗墙的混 凝 土材
11、料按其弹性模量 不 同, 可 分 为普通 昆凝 土 、 塑 性混 凝土 和低弹模混凝土。由于普通混凝土弹模与土石坝坝体填筑土 料的弹模相差甚大, 因此很少用于坝体防渗, 常用于透水地基 的防渗。2 0世纪 5 0年代末, 国外通过对普通混凝土掺加一定 数量的膨润土或黏土来取代部分水泥, 大大降低 了弹模( 弹模 一 般小于 2 0 0 0 MP a , 抗压 强度低 于 5 MP a ) , 出现了 塑性混凝 土 , 并应用 于坝体 防渗。2 1 世 纪初 研究人员在塑性混凝土的基 础上, 对其配合 比进行优化, 增加了水泥的掺量, 提高了其强度 与耐久性, 提 出了低弹模混凝土 C 弹模一般
12、为 2 0 0 06 0 0 0 MP a , 抗压强度为5l 2 MP a ) , 已将其应用于土石坝防渗。普 通混凝土应用 时间较长 , 众多学者深入研 究其受 力特性后提 出 了线弹性模型 、 弹性非线性模型 - 6 j 、 弹塑性模型 和其他 力学本构模型( 损伤模型、 断裂模型和内时理论等) , 但低 弹模混凝土是一种新型材料, 关于其受力特性的研究很少。笔 者通过三轴压缩试验, 施加不同的围压, 进行了无侧限和三轴 压缩试验 , 研究了低弹模混凝土的受压破坏型式。 1 试验方案 设计了 弹模分别为 2 0 0 03 0 0 0 、 3 0 0 04 0 0 0 、 5 0 0 0
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