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《MgO微膨脹混凝土自生體積變形的計算與原型觀測的對比分析.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、MgO微膨脹混凝土自生體積變形的計算與原型觀測的對比分析摘要：本文應(yīng)用MgO微膨脹混凝土的雙曲線模型以及在變溫條件下的當(dāng)量齡期法，計算了自生體積變形。結(jié)果表明，計算值與原型資料是相吻合的，當(dāng)量齡期法在數(shù)值計算上是優(yōu)于常規(guī)方法的。關(guān)鍵詞：MgO混凝土自生體積變形原型觀測實測對比1.前言MgO微膨脹具有延遲膨脹特點，可用于抵消砼水化熱由于溫降而產(chǎn)生的砼收縮[1]，達(dá)到改善溫度應(yīng)力、控制溫度裂縫的重要目的，國內(nèi)首座利用外摻MgO砼不分橫縫快速建成的廣東省長沙拱壩[2]已投入使用。本文應(yīng)用MgO微膨脹混凝土的雙曲線模型以及在變溫條件下的
2、當(dāng)量齡期法，實現(xiàn)用恒溫的試驗結(jié)果來模擬變溫條件下的膨脹特性的方法，計算了自生體積變形，并與原型觀測資料作了對比。結(jié)果表明，計算值與原型資料是相吻合的，也表明了變溫條件下的當(dāng)量齡期法是合理可行的。2.MgO微膨脹砼自生體積變形分析的計算原理根據(jù)現(xiàn)有的試驗成果，MgO微膨脹砼長期在恒溫條件下以及在變溫條件下的變形特性為：(1)在同一MgO摻量下，不同恒溫溫度下的膨脹量是不同的；(2)在變溫場條件下，從低溫到高溫，當(dāng)膨脹未完成時，仍會繼續(xù)有較大的膨脹變形，而從高溫到低溫時，膨脹量不會減少，但增加量很?。?3)變形的單調(diào)遞增及其不可逆性
3、；(4)長期膨脹變形是穩(wěn)定的。計算模型和方法以此為基礎(chǔ)。2.1雙曲線模型[3][4]的選用根據(jù)MgO微膨脹混凝土在恒溫條件下的變形特性，選用雙曲線模型：(1)其中：：任意溫度、齡期下混凝土的自生體積變形；：不同的齡期，(天)；：不同的溫度，；、、、為常系數(shù)。2.2當(dāng)量齡期法引入[5]在同一摻量MgO砼恒溫條件下，若忽略溫度偏量的影響后，由于溫度、齡期變化所產(chǎn)生的膨脹增量為：(2)：溫度；：齡期。：MgO砼自生體積變形。為了充分反映MgO砼在變溫條件下的變形特點，當(dāng)量齡期法在常規(guī)增量計算式(1)的前提下段的膨脹量為圖1所示：5圖1
4、溫升過程當(dāng)量齡期法示意中點法齡期時刻的方向?qū)?shù)為，采用膨脹量相同的變溫后曲線上相應(yīng)時刻為的切向?qū)?shù)來代替，其中：定義為當(dāng)量齡期。當(dāng)量齡期由膨脹量相同條件求得：(3)則膨脹增量為：(4)2.3自生體積變形量的計算方法對雙曲線模型的自生體積變形進(jìn)行Tylor展開，保留一階項，得到MgO砼自生體積變形的表達(dá)式：(5)(6)式中，；分別為時刻的溫度；為中點時刻；為當(dāng)量齡期所對應(yīng)的時刻。3.自生體積的計算與原型觀測對比分析3.1引入當(dāng)量齡期法的雙曲線模型以某工程在4.5%摻量下不同恒溫條件下室內(nèi)試驗的MgO砼自生體積變形結(jié)果為例[1]，根
5、據(jù)室內(nèi)試驗資料和經(jīng)驗，確定不同恒溫條件下相應(yīng)的極限膨脹量為：，，，圖2某摻量MgO砼自生體積變形擬合數(shù)據(jù)擬合后的雙曲線模型的方程表示為：(7)因此：(8)(9)3.2自生體積的監(jiān)測及成果整理現(xiàn)場測定混凝土在恒溫絕濕的條件下，僅僅由于膠凝材料的水化作用引起的體積變形為自生體積變形（它不包括混凝土受外荷載，溫度、濕度和堿-活性骨料影響所引起的體積變形）。(10)：混凝土自生體積變形；：應(yīng)變計應(yīng)變靈敏度；：測量的電阻比；：電阻比基準(zhǔn)值；：應(yīng)變計溫度補(bǔ)償系數(shù)；：混凝土溫度線膨脹系數(shù)；：實測溫度；：溫度基準(zhǔn)值。3.3監(jiān)測資料的對比5應(yīng)用以
6、上所建立的雙曲線模型，采用兩種方法對該工程現(xiàn)場原型實測的結(jié)果進(jìn)行計算預(yù)測，并與現(xiàn)場原型實測結(jié)果進(jìn)行比較。N13、N14為某高程各相距50cm的實測自生體積變形值的兩支儀器，在該處還實測了砼溫度的變化過程。根據(jù)實測的時間溫度歷程，分別用常規(guī)法方程式(8)和當(dāng)量齡期法方程式(9)對其進(jìn)行計算預(yù)測。圖3監(jiān)測點N13自生體積變形過程線N13、N14計算與實測的體變過程的比較如圖2和圖3所示，1年后和3.5年的計算值與實測值的結(jié)果比較如表1所示。圖4監(jiān)測點N14自生體積變形過程線表1為實測變形值與計算值的對比，可以得出：(1)常規(guī)法與當(dāng)量
7、法都能反映了MgO砼自生體積變形的微膨脹延遲性及其基本變形特性，其變形是單調(diào)遞增及不可逆的；(2)常規(guī)法與當(dāng)量法的計算值在前期很接近，在后期有一定的差異，主要是受后期壩體準(zhǔn)溫度場的影響。常規(guī)法在低溫情況下的變形速率遠(yuǎn)大于實測的變形速率，當(dāng)量法齡期法的引入，明顯改善了這一情況；(3)兩支儀器的溫度歷程線比較接近，膨脹量在量值上差異不大，是能夠作為計算對比資料的；(4)兩種方法比較，當(dāng)量法在數(shù)值計算上明顯優(yōu)于常規(guī)法，從實測的數(shù)值對比來言，是比較接近的；3.5年的膨脹量的差異不大，其中N13約為14.9%，N14約為0.46%；(5)
8、壩體膨脹量的計算是非線性的，必須要同時考慮恒溫和變溫條件下的變形特性，僅考慮恒溫特性是不充足的，當(dāng)量齡期法比較好的符合了變溫條件下的變形特性。表1監(jiān)測點的計算成果對比表儀器1年(365天)3.5年(2002.6.21)監(jiān)測值計算值5監(jiān)測值計算值N14122.66
