CN112268815A - 一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法 - Google Patents
一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112268815A CN112268815A CN202010908986.8A CN202010908986A CN112268815A CN 112268815 A CN112268815 A CN 112268815A CN 202010908986 A CN202010908986 A CN 202010908986A CN 112268815 A CN112268815 A CN 112268815A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- ice
- test piece
- temperature
- mould
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 99
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 132
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 claims description 9
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 7
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
- G01N2001/366—Moulds; Demoulding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,具体过程为:步骤1,制作立方体混凝土试件;步骤2,将立方体混凝土试件切割成相等的两块长方体混凝土试件,保留带有抹平面的长方体混凝土试件;步骤3,利用保留的长方体混凝土试件,制作冰块‑混凝土混合体试件;步骤4,将冰块‑混凝土混合体试件放入低温直剪仪的剪切盒中;步骤5,设定低温直剪仪中温度控制***的温度并进行静置,再设定低温直剪仪中垂直加压***中的压力,设定低温直剪仪中水平加载***的剪切速度,开始检测,得到冰块与混凝土接触面的剪应力‑应变曲线,从而得到冰块与混凝土接触面的抗剪强度。本发明测试方法能够有效直观测得混凝土与冰块接触面的抗剪强度。
Description
技术领域
本发明属于水工建筑物防护技术领域,具体涉及一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法。
背景技术
随着我国水利事业的不断发展,水利工程的建设向高寒,高海拔地区发展已经成为了一种必然的趋势,如西藏,新疆,四川等地。在这些地区建设混凝土坝时,当气温低于0℃,由于水库水面结冰,冰冻层与坝体上游坝面冻结在一起,当水库的入库流量小于出库流量时,水位下降造成水体和冰冻层脱离,冰冻层受到自身重力作用,对与之连接在一起的上游坝面造成一个向下的破坏力。当水库的入库流量大于出库流量时,水位上升,水体则会对冰冻层产生一个向上的浮力,则会对上游坝面产生一个向上的破坏力,我们将这种对上游坝面的破坏称为冰拔破坏,特别是在冬季,上游坝面的冰拔破坏尤为严重。
在我国严寒地区的一些老旧水利建筑,由于未设置保温、保湿层,冰拔破坏直接作用在混凝土上,对坝体的安全和稳定造成严重隐患,因此需要采取一些措施来降低冰拔破坏作用。而在高寒、高海拔地区新建的水利工程,由于设置了相应的保温、保湿层,则冰拔破坏作用在保温保湿层上,可降低对坝体的破坏。但是无论是在老旧水利建筑上采取相应措施还是在新建筑上设置保温、保湿层,都需要相应的数据指标对此进行指导,保证既能有效降低冰拔破坏作用,又能不造成资源浪费。
现有中国专利201710826801.7中公开一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱及其检测方法,其可在实验室有效测得水体结冰对水利建筑的冰推力和检测测试材料是否能抵抗冰拔破坏的情况。但未能测定出测试材料对于抵抗冰拔破坏的抗剪强度的大小,而实际情况中,测试材料对于抵抗冰拔破坏的抗剪强度是衡量其性能的一个重要指标,因此亟待一种可检测出测试材料对于冰拔破坏的抗剪强度的测试方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,能够有效直观测得混凝土与冰块接触面的抗剪强度。
本发明所采用的技术方案是,一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制作立方体混凝土试件;
步骤2,将步骤1制作的立方体混凝土试件切割成尺寸相等的两块长方体混凝土试件,保留其中带有抹平面的长方体混凝土试件;
步骤3,利用步骤2保留的长方体混凝土试件,制作冰块-混凝土混合体试件;
步骤4,将步骤3制作的冰块-混凝土混合体试件放入低温直剪仪的剪切盒中;
步骤5,设定低温直剪仪中温度控制***的温度并进行静置,再设定低温直剪仪中垂直加压***中的数值,设定低温直剪仪中水平加载***的剪切速度,开始检测,得到冰块与混凝土接触面的剪应力应变曲线,通过剪应力应变曲线得到冰块与混凝土接触面的抗剪强度,即完成测试。
本发明的特点还在于:
步骤1具体按照以下步骤实施:
步骤1.1,利用规格为100*100*100mm的不锈钢模具A和混凝土制作立方体混凝土试件,在模具A的内壁上均匀的涂抹一层润滑油;
步骤1.2,待步骤1.1完成后,取混凝土搅拌均匀,其中混凝土骨料粒径不超过25mm;
步骤1.3,将经步骤1.2得到的混凝土装入经步骤1.1处理后的模具A中,将装好混凝土的模具A放到振动台进行振捣,振动时模具A不得有任何跳动,持续到混凝土表面出浆为止,随后给混凝土顶部垫一块厚度5mm的平整的钢板,使用橡胶锤锤击,使混凝土密实,表面平整;
步骤1.4,待步骤1.3处理的混凝土成型24h后拆卸模具A,得到立方体混凝土试件;
步骤1.5,将经步骤1.4得到的立方体混凝土试件放入温度为20℃、相对湿度大于95%的养护箱中养护28天,备用。
模具A包括正方形的底板,底板的其中一组相邻的两条边上且与底板垂直设置有第一挡板,底板的另外一组相邻的两条边上且与底板垂直设置有第二挡板,第一挡板与底板、第二挡板与底板上均设置有挡板与底板固定块,相邻挡板与底板固定块通过螺栓连接,第一挡板与第二挡板相邻的一端均设置有挡板与挡板固定块,相邻挡板与挡板固定块通过螺栓连接。
步骤2具体按照以下步骤实施:
步骤2.1,在步骤1得到的立方体混凝土试件沿其高度的一半处进行标记并画出切割线;
步骤2.2,利用切割机沿步骤2.1画出的切割线进行切割,得到尺寸相等的两块长方体混凝土试件,保留其中带有抹平面的长方体混凝土试件。
步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1,将模具A拆解,在模具A的内壁上均匀的涂抹一层润滑油,再用保鲜膜均匀平整的贴在模具A的内壁上;
步骤3.2,重新组装模具A,并将步骤2.2得到的带有抹平面的长方体混凝土试件放入模具A中,其中切割面朝下放置并与模具A的底板接触,抹平面处于模具A中部位置;
步骤3.3,将装有热熔胶棒的热熔胶枪接通电源后,预热5分钟,然后对步骤3.2所得到的装有带有抹平面的长方体混凝土试件的模具A的接缝进行处理,用热熔胶枪沿模具A的每条接触缝的外部进行均匀喷涂,直至所有接缝都喷涂完成;
步骤3.4,将经步骤3.3处理的模具A中注入纯净水至水面与模具A的顶部水平;
步骤3.5,将经步骤3.4处理的模具A放入温度为-20℃的冰箱中冷冻10小时;
步骤3.6,将经步骤3.4处理的模具A从冰箱中取出,将高于模具A顶部的冰刮除,再将模具A固定在混凝土磨平机上,利用混凝土磨平机将刮除的表面磨平至与模具A的顶部水平,得到冰块-混凝土混合体试件;
步骤3.7,将模具A的接缝处喷涂的热熔胶刮除干净,拆解模具A,将步骤3.6得到的冰块-混凝土混合体试件从模具中取出,将冰块朝上,混凝土朝下放置在温度为-20℃冰箱中,备用。
步骤4的具体过程为:将冰块-混凝土混合体试件的冰块放入低温直剪仪的上剪切盒中,混凝土放入低温直剪仪的下剪切盒中,使冰块和混凝土的接触界面与上剪切盒和下剪切盒的剪切平面保持一致。
步骤5具体按照以下步骤实施:
步骤5.1,将低温直剪仪中温度控制***设置的温度保持不变,将垂直加压***设定不同的压力,启动直剪仪进行测量,即可检测冰块-混凝土混合体试件在相同温度下,不同冰推力作用下冰块与混凝土界面的抗剪强度;
步骤5.2,将低温直剪仪中垂直加压***设置的压力保持不变,将温度控制***设定不同的温度,启动直剪仪进行测量,即可检测冰块-混凝土混合体试件在相同冰推力下,不同温度作用下冰块与混凝土界面的抗剪强度;
步骤5.3,将低温直剪仪中温度控制***设置的温度保持不变,将垂直加压***设定不同的压力,重复步骤5.1,将低温直剪仪中垂直加压***设置的压力保持不变,将温度控制***设定不同的温度,重复步骤5.2,即可检测不同温度、不同冰推力作用下冰块与混凝土接触面的抗剪强度。
步骤1中立方体混凝土试件的尺寸为100*100*100mm。
步骤2中两块长方体的尺寸为100*100*50mm。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,测试流程简单方便,结果易于实现,解决了以往测试材料要在实际水利工程上进行施工验证、耗费巨大、耗时较长的问题,有效地促进实验室研究与应用;
(2)本发明一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,能够根据需求自行调节垂直加压***压力用以模拟冰推力大小,通过温度控制***调节剪切盒温度大小反映不同工程所在地环境温度,有效模拟实际情况下混凝土坝上游坝面所受冰拔作用的剪切破坏情况,测得的剪应力-应变曲线直观明晰,得到的冰块与混凝土接触面的抗剪强度较为准确;
(3)本发明一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其中混凝土坝模拟试件、冰层试件均按照实际工况等效制作,以满足试验仪器的需求,测试结果能够准确、直观的反映寒冷地区混凝土坝与冰层之间的应力应变关系。
附图说明
图1是本发明的试验测试方法中涉及的冰块-混凝土混合体试件结构示意图;
图2是本发明的试验测试方法中涉及的模具A的拆解结构示意图;
图3是本发明的试验测试方法中涉及的模具A的结构示意图;
图4是本发明的试验测试方法中所使用的低温直剪仪结构示意图。
图中,1.第一挡板,2.第二挡板,3.底板,4.挡板与挡板固定快,5.挡板与底板固定块,6.冰块,7.混凝土,8.装置固定***,9.上剪切盒,10.下剪切盒,11.垂直加压***,12.水平加载***,13.自动数据采集***,14.温度控制***。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制作100*100*100mm的立方体混凝土试件;
步骤1.1,利用规格为100*100*100mm的不锈钢模具A和混凝土制作立方体混凝土试件,在模具A的内壁上均匀的涂抹一层润滑油,涂润滑油是为了在混凝土终凝后方便从模具A取出;
如图2和图3所示,模具A包括正方形的底板3,底板3的其中一组相邻的两条边上且与底板3垂直设置有第一挡板1,底板3的另外一组相邻的两条边上且与底板3垂直设置有第二挡板2,第一挡板1与底板3、第二挡板2与底板3上均设置有挡板与底板固定块5,相邻挡板与底板固定块5通过螺栓连接,第一挡板1与第二挡板2相邻的一端均设置有挡板与挡板固定块4,相邻挡板与挡板固定块4通过螺栓连接;
步骤1.2,待步骤1.1完成后,取混凝土搅拌均匀,其中混凝土骨料粒径不超过25mm;
步骤1.3,将经步骤1.2得到的混凝土装入经步骤1.1处理后的模具A中,将装好混凝土的模具A放到振动台进行振捣,振动时模具A不得有任何跳动,持续到混凝土表面出浆为止,随后给混凝土顶部垫一块厚度5mm的平整的钢板,使用橡胶锤锤击,使混凝土密实,表面平整;
步骤1.4,待步骤1.3处理的混凝土成型24h后拆卸模具A,得到立方体混凝土试件;
步骤1.5,将经步骤1.4得到的立方体混凝土试件放入温度为20℃、相对湿度大于95%的养护箱中养护28天,备用;
步骤2,将步骤1制作的立方体混凝土试件切割成尺寸相等的两块100*100*50mm的长方体混凝土试件,保留其中带有抹平面的长方体混凝土试件;
步骤2.1,在步骤1得到的立方体混凝土试件沿其高度50mm处进行标记并画出切割线;
步骤2.2,利用切割机沿步骤2.1画出的切割线进行切割,得到尺寸相等的两块100*100*50mm长方体混凝土试件,保留其中带有抹平面的长方体混凝土试件;
步骤3,利用步骤2保留的长方体混凝土试件,制作如图1所示的冰块-混凝土混合体试件;
步骤3.1,将模具A拆解,在模具A的内壁上均匀的涂抹一层润滑油,再用保鲜膜均匀平整的贴在模具A的内壁上(第一挡板、第二挡板、底板),保证保鲜膜平整均匀,设置保鲜膜的主要作用是防止冰块与模具A冻结在一起,导致拆模困难;;
步骤3.2,重新组装模具A,并将步骤2得到的带有抹平面的长方体混凝土试件放入模具A中,其中切割面朝下放置并与模具A的底板接触,抹平面处于模具A中部位置,用以模拟混凝土上游坝面垂直,且与水接触的实际情况,在放置混凝土时,保证保鲜膜完整,避免刮破;
步骤3.3,将装有热熔胶棒的热熔胶枪接通电源后,预热5分钟,然后对步骤3.2所得到的装有带有抹平面的长方体混凝土试件的模具A的接缝进行处理,用热熔胶枪沿模具A的每条接触缝的外部进行均匀喷涂,直至所有接缝都喷涂完成,保证模具A密封性良好不漏水;
步骤3.4,将经步骤3.3处理的模具A中注入纯净水至水面与模具A的顶部水平;
步骤3.5,将经步骤3.4处理的模具A放入温度为-20℃的冰箱中冷冻10小时;
步骤3.6,将经步骤3.4处理的模具A从冰箱中取出,将高于模具A顶部的冰刮除(由于膨胀而产生的多余的冰),再将模具A固定在混凝土磨平机上,利用混凝土磨平机将刮除的表面磨平至与模具A的顶部水平,得到冰块-混凝土混合体试件;
步骤3.7,将模具A的接缝处喷涂的热熔胶刮除干净,拆解模具A,将步骤3.6得到的冰块-混凝土混合体试件从模具中取出,将冰块朝上,混凝土朝下放置在温度为-20℃冰箱中,备用;
步骤4,将步骤3制作的冰块-混凝土混合体试件放入低温直剪仪的剪切盒中;
如图4所示,低温直剪仪采用四川德翔科创仪器有限公司生产的STY-1000低温直剪仪,包括上下放置的上剪切盒9和下剪切盒10,上剪切盒9和下剪切盒10的高度均为50mm,上剪切盒9和下剪切盒10之间的界面即为剪切平面,下剪切盒10的底部设置有装置固定***8,上剪切盒9与下剪切盒10的外部设置有温度控制***14,可以设定测试时的温度,温度控制***14的温度范围为0℃至-20℃,上剪切盒9的顶部设置有垂直加压***11,用以模拟结冰时所产生的冰推力,压力大小可自行调节,上剪切盒9的一侧面设置有水平加载***12,水平加载***12连接自动数据采集***13,测量时可直接得到冰块与混凝土接触界面的剪应力-应变曲线;
将冰块-混凝土混合体试件的冰块6放入低温直剪仪的上剪切盒9中,混凝土7放入低温直剪仪的下剪切盒10中,使冰块6和混凝土7的接触界面与上剪切盒9和下剪切盒10的剪切平面保持一致;
步骤5,设定低温直剪仪中温度控制***14的温度并进行静置10min,再设定低温直剪仪中垂直加压***11中的压力,设定低温直剪仪中水平加载***12的剪切速度0.8mm/min,开始检测,得到冰块与混凝土接触面的剪应力-应变曲线,通过剪应力-应变曲线得到冰块与混凝土接触面的抗剪强度;
步骤5.1,将低温直剪仪中温度控制***14设置的温度保持不变,将垂直加压***11设定不同的压力,启动直剪仪进行测量,即可检测冰块-混凝土混合体试件在相同温度下,不同冰推力作用下冰块与混凝土界面的抗剪强度;
步骤5.2,将低温直剪仪中垂直加压***11设置的压力保持不变,将温度控制***14设定不同的温度,启动直剪仪进行测量,即可检测冰块-混凝土混合体试件在相同冰推力下,不同温度作用下冰块与混凝土界面的抗剪强度;
步骤5.3,将低温直剪仪中温度控制***14设置的温度保持不变,将垂直加压***11设定不同的压力,重复步骤5.1,将低温直剪仪中垂直加压***11设置的压力保持不变,将温度控制***14设定不同的温度,重复步骤5.2,即可检测不同温度、不同冰推力作用下冰块与混凝土接触面的抗剪强度。
本发明提供一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,能够有效直观测得混凝土与冰块接触面的抗剪强度,其原理具体如下:
在实际情况下,冰冻层与混凝土上游坝面之间的接触界面为该整体结构的薄弱面,所以在接触面上容易造成混凝土发生损伤破坏,而冰块与混凝土的接触面的抗剪强度是衡量其结构稳定性的一项重要指标,因此有必要对二者接触面的抗剪强度进行测定。在实验室中模拟自然界水体和混凝土坝面冻结在一起的情况,可制备出冰块-混凝土混合体试件,再使用配有上剪切盒、下剪切盒,垂直加压***,水平加载***,温度控制***,自动数据采集***的低温直剪仪对冰块-混凝土混合体试件进行直剪试验,其中,温度控制***可调节不同的温度,可模拟实际情况下不同的温度;垂直加压***可调节不同的压力,可模拟实际情况下冰块对混凝土坝面不同的冰推力;水平加载***用以模拟实际情况下,冰块所受自身重力和水体对冰块浮力的作用。在剪切过程中,假定冰块和混凝土均为刚体,二者均不发生形变,只在二者接触面处发生位移,水平加载***与数据自动采集***相连接,可自行处理绘制出剪应力-应变曲线,最终可得到冰块与混凝土接触面的抗剪强度。
本发明提供一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,能够有效直观测得混凝土与冰块接触面的抗剪强度,操作简单,易于实现,并且能够根据需求自行调节垂直加压***压力用以模拟冰推力大小,在温度控制***调节温度大小,能够有效模拟实际情况下混凝土坝上游坝面所受冰拔作用的剪切破坏情况,测得的剪应力-应变曲线直观明晰,得到的冰块与混凝土接触面的抗剪强度较为准确,可有效避免以往由于没有相应数据指标指导,而造成的设置的抗冰拔装置的效果不理想或造成资源浪费的情况。
Claims (10)
1.一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1,制作立方体混凝土试件;
步骤2,将步骤1制作的立方体混凝土试件切割成尺寸相等的两块长方体混凝土试件,保留其中带有抹平面的长方体混凝土试件;
步骤3,利用步骤2保留的长方体混凝土试件,制作冰块-混凝土混合体试件;
步骤4,将步骤3制作的冰块-混凝土混合体试件放入低温直剪仪的剪切盒中;
步骤5,设定低温直剪仪中温度控制***(14)的温度并进行静置,再设定低温直剪仪中垂直加压***(11)中的压力,设定低温直剪仪中水平加载***(12)的剪切速度,开始检测,得到冰块与混凝土接触面的剪应力-应变曲线,通过剪应力-应变曲线得到冰块与混凝土接触面的抗剪强度,即完成测试。
2.根据权利要求1所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤1具体按照以下步骤实施:
步骤1.1,利用规格为100*100*100mm的不锈钢模具A和混凝土制作立方体混凝土试件,在模具A的内壁上均匀的涂抹一层润滑油;
步骤1.2,待步骤1.1完成后,取混凝土搅拌均匀,其中混凝土骨料粒径不超过25mm;
步骤1.3,将经步骤1.2得到的混凝土装入经步骤1.1处理后的模具A中,将装好混凝土的模具A放到振动台进行振捣,振动时模具A不得有任何跳动,持续到混凝土表面出浆为止,随后给混凝土顶部垫一块厚度5mm的平整的钢板,使用橡胶锤锤击,使混凝土密实,表面平整;
步骤1.4,待步骤1.3处理的混凝土成型24h后拆卸模具A,得到立方体混凝土试件;
步骤1.5,将经步骤1.4得到的立方体混凝土试件放入温度为20℃、相对湿度大于95%的养护箱中养护28天,备用。
3.根据权利要求2所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述模具A包括正方形的底板(3),所述底板(3)的其中一组相邻的两条边上且与底板(3)垂直设置有第一挡板(1),所述底板(3)的另外一组相邻的两条边上且与底板(3)垂直设置有第二挡板(2),所述第一挡板(1)与底板(3)、所述第二挡板(2)与底板(3)上均设置有挡板与底板固定块(5),相邻挡板与底板固定块(5)通过螺栓连接,所述第一挡板(1)与第二挡板(2)相邻的一端均设置有挡板与挡板固定块(4),相邻挡板与挡板固定块(4)通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤2具体按照以下步骤实施:
步骤2.1,在步骤1得到的立方体混凝土试件沿其高度的一半处进行标记并画出切割线;
步骤2.2,利用切割机沿步骤2.1画出的切割线进行切割,得到尺寸相等的两块长方体混凝土试件,保留其中带有抹平面的长方体混凝土试件。
5.根据权利要求2所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:
步骤3.1,将模具A拆解,在模具A的内壁上均匀的涂抹一层润滑油,再用保鲜膜均匀平整的贴在模具A的内壁上;
步骤3.2,重新组装模具A,并将步骤2得到的带有抹平面的长方体混凝土试件放入模具A中,其中切割面朝下放置并与模具A的底板接触,抹平面处于模具A中部位置;
步骤3.3,将装有热熔胶棒的热熔胶枪接通电源后,预热5分钟,然后对步骤3.2所得到的装有带有抹平面的长方体混凝土试件的模具A的接缝进行处理,用热熔胶枪沿模具A的每条接触缝的外部进行均匀喷涂,直至所有接缝都喷涂完成;
步骤3.4,将经步骤3.3处理的模具A中注入纯净水至水面与模具A的顶部水平;
步骤3.5,将经步骤3.4处理的模具A放入温度为-20℃的冰箱中冷冻10小时;
步骤3.6,将经步骤3.4处理的模具A从冰箱中取出,将高于模具A顶部的冰刮除,再将模具A固定在混凝土磨平机上,利用混凝土磨平机将刮除的表面磨平至与模具A的顶部水平,得到冰块-混凝土混合体试件;
步骤3.7,将模具A的接缝处喷涂的热熔胶刮除干净,拆解模具A,将步骤3.6得到的冰块-混凝土混合体试件从模具中取出,将冰块朝上,混凝土朝下放置在温度为-20℃冰箱中,备用。
6.根据权利要求1或5所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤4的具体过程为:将冰块-混凝土混合体试件的冰块(6)放入低温直剪仪的上剪切盒(9)中,混凝土放入低温直剪仪的下剪切盒(10)中,使冰块(6)和混凝土(7)的接触界面与上剪切盒(9)和下剪切盒(10)的剪切平面保持一致。
7.根据权利要求6所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤5具体按照以下步骤实施:
步骤5.1,将低温直剪仪中温度控制***(14)设置的温度保持不变,将垂直加压***(11)设定不同的压力,启动直剪仪进行测量,即可检测冰块-混凝土混合体试件在相同温度下,不同冰推力作用下冰块与混凝土界面的抗剪强度;
步骤5.2,将低温直剪仪中垂直加压***(11)设置的压力保持不变,将温度控制***(14)设定不同的温度,启动直剪仪进行测量,即可检测冰块-混凝土混合体试件在相同冰推力下,不同温度作用下冰块与混凝土界面的抗剪强度;
步骤5.3,将低温直剪仪中温度控制***(14)设置的温度保持不变,将垂直加压***(11)设定不同的压力,重复步骤5.1,将低温直剪仪中垂直加压***(11)设置的压力保持不变,将温度控制***(14)设定不同的温度,重复步骤5.2,即可检测不同温度、不同冰推力作用下冰块与混凝土接触面的抗剪强度。
8.根据权利要求1所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤1中立方体混凝土试件的尺寸为100*100*100mm。
9.根据权利要求1所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤2中两块长方体的尺寸为100*100*50mm。
10.根据权利要求1所述的一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法,其特征在于,所述步骤5中,静置时间为10min,剪切速度为0.8mm/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010908986.8A CN112268815B (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010908986.8A CN112268815B (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112268815A true CN112268815A (zh) | 2021-01-26 |
CN112268815B CN112268815B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=74349733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010908986.8A Active CN112268815B (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112268815B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113624591A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-11-09 | 贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司 | 直剪试验仪 |
CN114397198A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-26 | 南通理工学院 | 一种新型预制裂缝z型混凝土抗剪强度测试试件的测试方法 |
CN114397241A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-26 | 西安理工大学 | 考虑水流作用的沥青与酸性骨料之间粘结性能测试方法 |
CN114544487A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-27 | 西安理工大学 | 心墙坝中沥青与骨料界面过渡区粘结性能测试方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4830669A (en) * | 1985-07-03 | 1989-05-16 | Toshiro Suzuki | Method of producing and applying mortar |
JP2013231633A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | コンクリートにおけるエフロレッセンスの再現方法 |
CN103760039A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-04-30 | 沈阳建筑大学 | 除冰盐对桥面铺装防水粘结层抗剪切性能影响的评价方法 |
CN205808785U (zh) * | 2016-05-18 | 2016-12-14 | 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 | 混凝土‑冻土接触面直剪试验试样的制作装置 |
CN106442035A (zh) * | 2016-05-18 | 2017-02-22 | 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 | 混凝土‑冻土接触面直剪试验试样的制作装置与方法 |
-
2020
- 2020-09-02 CN CN202010908986.8A patent/CN112268815B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4830669A (en) * | 1985-07-03 | 1989-05-16 | Toshiro Suzuki | Method of producing and applying mortar |
JP2013231633A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | コンクリートにおけるエフロレッセンスの再現方法 |
CN103760039A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-04-30 | 沈阳建筑大学 | 除冰盐对桥面铺装防水粘结层抗剪切性能影响的评价方法 |
CN205808785U (zh) * | 2016-05-18 | 2016-12-14 | 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 | 混凝土‑冻土接触面直剪试验试样的制作装置 |
CN106442035A (zh) * | 2016-05-18 | 2017-02-22 | 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 | 混凝土‑冻土接触面直剪试验试样的制作装置与方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
吕鹏;刘建坤;: "冻土与混凝土接触面直剪试验研究", 铁道学报, no. 02, pages 106 - 110 * |
李平先, 张雷顺: "冻融循环作用下混凝土的剪切强度试验研究", 郑州大学学报(工学版), no. 04, pages 12 - 15 * |
章赛泽;卞汉兵;董小花;孙兆辉;韩慧敏;邱秀梅;: "渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究", 南水北调与水利科技, no. 05, pages 164 - 169 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113624591A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-11-09 | 贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司 | 直剪试验仪 |
CN114397241A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-26 | 西安理工大学 | 考虑水流作用的沥青与酸性骨料之间粘结性能测试方法 |
CN114544487A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-27 | 西安理工大学 | 心墙坝中沥青与骨料界面过渡区粘结性能测试方法 |
CN114544487B (zh) * | 2022-01-11 | 2023-10-27 | 西安理工大学 | 心墙坝中沥青与骨料界面过渡区粘结性能测试方法 |
CN114397241B (zh) * | 2022-01-11 | 2024-01-09 | 西安理工大学 | 考虑水流作用的沥青与酸性骨料之间粘结性能测试方法 |
CN114397198A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-26 | 南通理工学院 | 一种新型预制裂缝z型混凝土抗剪强度测试试件的测试方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112268815B (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112268815B (zh) | 一种寒冷地区混凝土坝冰拔力的试验测试方法 | |
CN110726822B (zh) | 一种氧化镁固化土碳化过程膨胀性及碳化土抗剪强度测试方法 | |
CN107907410B (zh) | 一种测试混凝土抗裂性能的方法 | |
CN108414425B (zh) | 一种盾构隧道接缝注浆修复材料防水性能试验***及方法 | |
CN105277415B (zh) | 模拟路面修复的高聚物注浆试验模具及其应用 | |
CN111665121A (zh) | 考虑相对湿度和冻融耦合作用的粗粒料劣化试验装置及方法 | |
CN110470522B (zh) | 一种预制不同含水饱和度裂隙网络岩体试样的方法 | |
CN107727550B (zh) | 用于评价压力水作用下裂缝封堵效果的装置和方法 | |
CN112305172A (zh) | 一种多场耦合作用下注浆材料特性演化模拟试验装置及方法 | |
CN112053619A (zh) | 一种模拟隧道衬砌裂缝有压渗水的装置及其使用方法 | |
CN108414304A (zh) | 一种制作用于剪切渗流耦合试验节理试样的模具及方法 | |
CN112964592B (zh) | 一种高弹橡胶沥青复合碎石封层室内检测方法 | |
CN217916029U (zh) | 一种混凝土抗压及抗渗试块制备装置 | |
CN109632634B (zh) | 一种拉拔式评价混凝土早期受冻性能的方法 | |
CN114858847B (zh) | 模拟衬砌结构冻胀诱发裂缝发展过程的试验装置及方法 | |
CN113295484B (zh) | 一种模拟含水空洞缺陷的混凝土试件制作方法 | |
CN114414344B (zh) | 一种水环境下混凝土结构面性能测试方法 | |
CN211122323U (zh) | 一种用于研究低温环境下冰与坝体相互作用的试验装置 | |
CN115453086A (zh) | 一种模拟桩穿过不同填充状态溶洞的地质模型制备方法 | |
CN210037681U (zh) | 一种土壤水热耦合运移试验装置 | |
CN205103077U (zh) | 模拟路面修复的高聚物注浆试验模具 | |
Xue et al. | Stress development and crack monitoring of massive concrete walls with embedded air-cooling pipes | |
CN113533699A (zh) | 泄水道修补砂浆与砼界面耐久性试验装置及其试验方法 | |
CN110670883B (zh) | 一种灌浆装置及其测定灌浆料可灌性的方法 | |
CN204831707U (zh) | 一种盾构隧道弹性密封垫在不同错台量时水密性检验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |