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t天津福彩快乐十分:土工膜通過持載滲透試驗得出不同開裂損傷程度

時間:2018-02-13 08:41   作者:青島AG亚游集团材料 點擊: 次

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    工程(Engineering)實踐中,地鐵車站往往會產生滲漏現象。滲漏水會危及地鐵的運營及設備(shèbèi)安全,縮短混凝土結構的使用的時長。地鐵車站混凝土結構抗滲防水效果的優劣直接影響(influence)總體工程的質量,成為評價地鐵工程質量的一個重要指標,故如何防治地鐵車站混凝土結構的滲漏具有重要的理論研究價值和工程應用價值。目前,摻加纖維已成為解決地鐵車站混凝土滲漏問題(Emerson)的主要技術之一。工程應用時,設計部門依據(yī jù)試驗結果,或者依靠經驗來確定不同類型的纖維摻量,纖維混凝土抗滲防水機理研究不足,缺少定量設計依據,也沒有辦法評估此項技術的經濟(jīng jì)性與安全性。鑒于以上背景和問題,本文對地鐵車站纖維混凝土結構的抗滲防水技術作了以下幾方面的研究工作。
    本文以上海地鐵七號線一復合式地鐵車站為對象,對其誘導縫間長為32米的標準節段進行有限元計算。青島土工格柵經過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網材,按其制造時拉伸方向的不同可為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經擠壓制出的聚合物板材(原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯)上沖孔,然后在加熱條件下施行定向拉伸。通過(tōng guò)對有限元計算結果的分析(Analyse),得出以下結論:引起地鐵車站混凝土結構開裂滲漏的主要荷載類型為等代溫降荷載,且地鐵車站混凝土的開裂屬于工型開裂?;諞隕轄崧鄣貿齦春鮮降靨嫡凈炷遼┑腦?混凝土結構在受到溫降荷載時產生收縮變形,受到誘導縫處連接筋及側向墻的約束而產生小偏拉應力場,當局部區域的第一主拉應力峰值(peak)達到混凝土抗拉強度時,即出現工型開裂,裂縫擴展成貫通裂縫,且裂縫寬度達到一定值時即出現地鐵車站滲漏現象。
分析(Analyse)了溫降荷載作用下素混凝土和聚丙烯纖維混凝土板結構的開裂過程(guò chéng)。土工膜基于隨機有限元結果的統計分析(Analyse),本文對聚丙烯纖維抗溫阻裂機理作如下闡述:由于增加了混凝土斷裂能的大小而推遲了混凝土最弱或最大拉應力處裂縫的失穩擴展,降低了局部單元發生脆斷的概率,并通過(tōng guò)補償變形緩和了整個結構的受拉狀態,從而提高了其整體抗溫縮開裂的能力。本文還通過對不同端部約束條件聚丙烯纖維混凝土板的溫縮微裂過程的對比,得出混凝土板并不是就一定會在溫降作用下開裂滲漏,其收縮變形的約束條件也是極其重要的
影響(influence)因素。青島土工布又稱土工織物,它是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料,物理結構為多層布膜。成品為布狀,一般寬度為4-6米,長度為50-100米。土工布分為有紡土工布和無紡土工布。
    為尋求合適的纖維混凝土抗滲防水性能試驗評價方法,本文分別對聚丙烯纖維和鋼纖維進行了抗滲標號法試驗和滲透高度法試驗。通過(tōng guò)兩種常規抗滲試驗發現:無論是聚丙烯纖維混凝土,還是鋼纖維混凝土,所得抗滲標號和滲透高度指標都沒有辦法合理反映工程(Engineering)實踐中的纖維對混凝土抗滲性能的改善作用,因此,常規的室內抗滲試驗不適合評價纖維混凝土工程中的防水性能。鑒于此,本文提出一套開裂損傷狀態纖維混凝土滲透性能測試方法,即劈一持載滲透試驗。為配合試驗思路,本文研制設計了一套持載裝置和一套微裂損傷狀態混凝土滲透測試儀。通過劈拉試驗,本文發現聚丙烯增強作用不明顯,鋼纖維則具有較為明顯的增強作用,二者都提高了混凝土的斷裂能,并且進一步給出纖維特征物理參數與劈拉強度和斷裂能間的關系式。土工膜通過持載滲透試驗,得出不同開裂損傷程度試件對應的防水級別。
    利用應變等效假設,本文由Moelands-Reinhardt本構方程推導出拉應變空間下纖維混凝土的損傷演化方程?;諳宋炷僚淌匝?,本文進一步推導出含有抗拉強度及斷裂能參數的修正的纖維混凝土損傷演化方程。利用修正后的纖維混凝土損傷演化方程,采用損傷有限元計算方法,得出不同防水級別要求下,不同類型、不同包含比重的纖維混凝土的極限損傷值。
    為最終解決不同防水級別下,地鐵車站混凝土板不同類型纖維的摻量設計問題(Emerson),本文建立了混凝土板有限元模型,并提出纖維混凝土板分級防水極限溫降荷載的計算方法。青島土工膜其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道,以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應壩體變形;而無紡布亦是一種高分子短纖維化學材料,通過針刺或熱粘成形,具有較高的抗拉強度和延伸性。根據不同防水等級、不同約束條件、不同長寬比條件下聚丙烯纖維和鋼纖維混凝土極限抵抗溫降值的計算結果,本文給出地鐵車站板纖維混凝土分級防水極限溫降狀態方程的具體表達式。最后以上海地鐵某未建車站底板為例,利用分級防水極限溫降狀態方程得出兩種纖維各自對應的最低摻量。

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