湖南皂市工程大坝碾压混凝土抗剪试验与相关分析.pdf

试 验 研 究 7 3 水利建设与管理 2 0 1 0 年箍 期 张 雪 ( 辽 宁省交通科学研究院 沈 阳 1 1 0 1 5 5 ) 3 8 ) 【 摘要 】 湖南皂市水利枢纽中拦河坝为碾压混凝土坝， 按合同规定进行现场碾压试验， 在设计配合比条件下， 按试 验规程要求和试验方法， 进行抗剪强度试验， 并根据试验结果作出相关分析， 确定抗剪强度与法向应力的关系。 【 关键词】 碾压混凝土试验方法 配合比 抗剪强度相关分析 1工程 概况 湖南皂市水利枢纽 工程 是澧水流域骨 干防洪工程 之一 ，工程位 于湖南省石 门县皂市镇上游约 2 k m的渫 水上 ， 下游距河 口 1 6 5 k m， 控制 流域 面积 3 0 0 0 k in 2 ， 占渫 水流域面积的 9 3 7 。该工程是 以防洪 为主 ， 集发 电 、 灌溉 、 航 运 、 旅游等多种综合利用效益 为一体 的大型水 利枢纽工程 。 湖南皂 市水 利枢纽工程 由拦 河坝 、泄洪 消能建筑 物 、 坝后式 电站厂 房 、 灌溉 渠 道 、 斜 面升船 机等 组 成 。 拦 河大坝 为碾 压混凝 土重 力坝 ， 坝 轴线 长 3 5 1 m， 共 分 为 1 8 个坝段 ， 最大坝高 8 8 m。 工程 于 2 0 0 4年 2月 8日 正 式开工 建设 ， 总工 期约 4年 8个 月 ， 工 程初 设概 算 约 3 2 5亿元 。 2 碾压 混凝 土抗 剪强度试 验 为分析碾压混凝土 的力 学指标 ，掌握大 坝碾压混 凝土抗剪性能 的技术参数 ，分别对皂市工程 大坝 内部 碾压混凝土 ( R 1 5 F 5 0 W6 ) 和迎水面 防渗 富胶碾压混 凝 土 ( R g o 2 0 F 1 0 0 W8 ) 进行抗 剪强度试验 ， 混凝土抗 剪试验 如下。 2 1 碾压混凝 土抗剪强度试验 a 试件制作 。 碾压混凝土试件成型按 水工碾压混凝 土试验规程) ( S L 4 8 -9 4 ) 要求进行 ， 采用 1 5 0 m m x 1 5 0 m m x 1 5 0 m m立方体试模 ， 一次成型 1 5 个标准试件 ， 用于测定 碾压混凝土的抗剪强度。 b 试验设备。 采用 Y 2 3 O 一2 型液压直剪仪 ， 最大垂直 荷载 l O 0 0 k N ，设有荷载保持恒 定功能 ，最大水平推力 1 5 0 0 k N ， 压力表 0 2 5级 ， 最小读数 0 0 2 M P a ， 可以进行 边 长为 1 5 0 m m、 2 0 0 m m、 3 0 0 m m的立方体与直径为 1 5 0 m m、 2 0 0 ra m的圆柱体试件的抗剪试验，剪力匣在水平推力下 摩擦力为零。 c 试验方法 。试验按 水工混凝 土试验规程 ( D L T 5 1 5 O 一2 0 0 1 )要求进行 。抗剪强度试 验的法 向荷载按 0 4 MP a 、 0 8 MP a 、 1 2 MP a 、 1 6 MP a 、 2 O MP a 五级施加。 d 碾压混凝土拌和物配合 比见表 1 。 表 1 碾压混凝土配合比 配合 比 设计指标 水灰 比 粉煤灰掺 用水量 水 泥 粉煤灰 砂率 U N F _ - 3 A I R 一2 0 2 VC值 级 配 编 号 量 ( ) ( k g ， m ) ( k g m ) ( k g m ) ( ) ( ) ( 1 万 ) ( s ) A2 C 1 5 F5 0 W 6 O5 5 6 4 9 1 6 0 1 0 6 3 5 O 5 O 7 2 8 +3 A1 C O FI O 0 W 8 O 5 3 5 5 1 0 4 8 8 1 0 8 3 8 O 5 O 7 2 8 + 3 张玉福等， 湖南皂市工程 大坝碾压混凝 土抗剪试验与相 关分析 2 2 碾压混凝土试验结果 a 碾压混凝土拌和物抗压强度试验结果见表 2 。 b 碾压混凝土抗剪强度试验结果见表 3 。 3 碾压混凝 土抗剪 强度分析 由表 3 可知，碾压混凝土的抗剪强度随法向应力增 加而增大 。将表 3 的试验结果进行一元回归分析 ，编号 表 2 碾压混凝土抗压强度试验结果 配合 比 设计指标 检测编号 工程部位 高程 ( m) 成 型 日期 检测 日期 龄期 强度( MP a ) 编 号 ( 年 月 日) ( 年 - 月 日) ( d ) 2 8 d 9 0 d A 2 C 1 5 F 5 0 W6 G 2 9 0 1 - 6坝段 1 2 6 5 1 2 9 5 2 o o 6 7 2 4 2 0 o 6 1 O 2 2 9 0 1 3 1 2 3 6 A1 C g a 2 0 F 1 0 0 W8 G 2 9 9 1 - 6坝段 1 2 9 5 1 3 2 0 2 0 o 6 8 O 1 2 O o 6 1 O 3 O 9 0 2 3 O 3 1 1 表 3 抗 剪 强 度 试 验 结 果 试验编号 法向应力( UP a ) 0 4 O 8 1 2 1 6 2 _0 G 2 9 0 剪应力( MP a ) 4 4 6 5 1 5 5 2 4 6 o o 6 9 7 G2 9 9 剪应力( MP 8 ) 4 8 7 4 9 6 6 4 6 0 9 7 3 5 一 、一 瓠 G2 9 o 法向应力 ( MP a ) 图 1 G2 9 0法向应力与抗剪强度关 系曲线 G 2 9 0试 件 回归方程 为 ： l _ 4 6 7 5 0 - + 3 8 0 3 ，相关 系数 为 0 9 7 ( 见上 图 1 ) ； 编号 G 2 9 9 试件 回归方程为 f = 1 5 2 2 5 t r + 4 1 0 7 ， 相关系数为 0 9 2 6 ( 见上 图 2 ) 。 从抗剪强度与法向应力的关系可以得出： 编号 G 2 9 0 碾压混凝土 的摩察系数 厂 和粘聚力 c 分 别为 1 4 6 7 5和 3 8 0 3 MP ；编号 G 2 9 9 碾压混凝土的摩察系数 _厂 和粘聚 一 凸一 一 毯 G2 9 9 法向应力 ( MP a ) 图 2 G2 9 9 法 向法向应力与抗剪强度关系曲线 力 c 分别为 1 5 2 2 5 和 4 1 0 0 7 M P a 。 4 结语 综上所述 ，碾压混凝土抗剪强度与法向应力关系密 切 ， 相关 陛好。试验结果表明： 碾压混凝土的抗剪强度随 法 向应力增加而增大 ，抗剪强度与法向应力具有显著性 相关。合 ( 上接第7 8 页) 争取项 目， 力争把斗、 农渠维修纳入到项 目 建设中改建 ， 加快渠道维修改建 的步伐 ， 让入会会员都能 体会到实实在在的效果 ；四是协会要大力引导全体会员 节水滴灌， 减本增效， 从而增加会员收入； 五是协会水管 人员要加强培训 ， 实行竞聘上岗， 通过考试和 民主选举产 生， 半年或一年进行一次述职 ， 协会执委会要组织全体会 员进行满意度测评 ， 优胜劣汰 ， 达到满意的效果 ； 六是各 级人民政府要高度重视协会的发展 ，在协会 的发展中给 予更多的指导和帮助 ；七是协会的管理要与村委会紧密 联系， 但在财务管理上要完全脱离， 末级渠系维护费真正 实现专款专用 ， 取之于民 ， 用之于民 ； 八是在协会 的主导 下 ， 推行水利产权制度改革 ， 将小型水利工程通过拍卖 、 租赁等形式交给投资商 ，通过招商引资实现水利产业的 优化配置。A 8 7 6 5 4 3 2 1 0 8 7 6 5 4 3 2 l 0