[發(fā)明專利]一種采用超高韌性水泥基復(fù)合材料加固堆石壩混凝土面板的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810119492.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108316251B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐世烺;王振宇;李慶華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B7/06
• 分類號(hào): E02B7/06;C04B28/06
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 邱啟旺<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.一種采用超高韌性水泥基復(fù)合材料加固堆石壩混凝土面板的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟（1）進(jìn)行壩面測(cè)量放樣，采用噴射法進(jìn)行加固之前，先在面板上標(biāo)識(shí)出擬噴射加固的范圍；

步驟（2）對(duì)混凝土面板進(jìn)行鑿毛處理，鑿毛時(shí)應(yīng)不損傷原面板結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；

步驟（3）采用高壓水槍進(jìn)行混凝土面板沖洗，清洗掉鑿毛后的浮漿顆粒，為保證界面粘結(jié)質(zhì)量，采用界面劑進(jìn)行打底處理；

步驟（4）在大壩混凝土面板上埋設(shè)控制噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料厚度的標(biāo)志，噴射時(shí)，噴槍距離面板在20-50cm，盡量使材料正面打在面板上；另一方面采用來(lái)回移動(dòng)噴槍，噴射單層厚度在2cm以上，逐層均勻噴射直到到達(dá)預(yù)定的加固厚度；

步驟（5）混凝土面板上的接縫止水不進(jìn)行噴射，在對(duì)鄰近接縫止水處進(jìn)行噴射施工時(shí)，應(yīng)先對(duì)接縫止水處進(jìn)行臨時(shí)覆蓋保護(hù)；噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料層與原混凝土面板之間的周邊接縫位置做防滲處理；

步驟（6）噴射施工前應(yīng)先試噴，并測(cè)試噴射層與原混凝土面板的粘結(jié)強(qiáng)度，試噴效果符合要求后方可大面積施工；

步驟（7）超高韌性水泥基材料宜隨拌隨用，噴射的回彈物，不能收集起來(lái)放入下批配料中，以免影響噴射層的質(zhì)量；

步驟（8）壩面噴射施工時(shí)，應(yīng)確保混凝土面板干燥、清潔；避開(kāi)雨季施工，大風(fēng)妨礙噴射手進(jìn)行工作時(shí)應(yīng)暫停噴射施工；噴射施工完畢后，進(jìn)行抹面平整，表面應(yīng)平順、密實(shí)、無(wú)脫落現(xiàn)象；

其中，步驟（1）中的擬噴射加固的范圍和步驟（4）中的預(yù)定的加固厚度通過(guò)以下方法獲得：

（1）建立混凝土面板堆石壩的三維有限元模型，計(jì)算混凝土面板在設(shè)計(jì)運(yùn)行水位下的應(yīng)力和應(yīng)變分布；

（2）在三維有限元模型上，對(duì)于面板混凝土拉應(yīng)變和壓應(yīng)變大于混凝土開(kāi)裂應(yīng)變的區(qū)域，增加超高韌性水泥基復(fù)合材料加固層；

（3）根據(jù)水庫(kù)的運(yùn)行調(diào)度規(guī)則，水庫(kù)水位會(huì)有一定的變動(dòng)幅度范圍，在該水位變動(dòng)范圍內(nèi)的混凝土面板上，也采用超高韌性水泥基復(fù)合材料進(jìn)行加固；

（4）對(duì)增加超高韌性水泥基復(fù)合材料后的三維有限元模型進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)不斷調(diào)整加固層的范圍和厚度，降低面板的拉、壓應(yīng)力，使面板混凝土計(jì)算的拉、壓應(yīng)變小于開(kāi)裂應(yīng)變，從而確定最優(yōu)的超高韌性水泥基復(fù)合材料的加固范圍和加固厚度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的三維有限元模型中，堆石體采用時(shí)間硬化與Druker-Prager塑性耦合的流變模型來(lái)模擬，混凝土面板和超高韌性水泥基復(fù)合材料采用損傷塑性本構(gòu)來(lái)模擬，采用界面單元模擬混凝土面板與堆石體之間的接觸摩擦和粘結(jié)特性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，考慮到環(huán)境載荷和施工環(huán)節(jié)可能存在的不確定性因素，在實(shí)施中選取面板抗裂加固的安全系數(shù)k，k大于1，三維有限元計(jì)算的面板混凝土拉應(yīng)變或壓應(yīng)變?yōu)閑，對(duì)于e*k大于混凝土面板開(kāi)裂應(yīng)變的區(qū)域，進(jìn)行加固，這樣使面板加固工程具有一定的安全儲(chǔ)備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述超高韌性水泥基復(fù)合材料的拌合物組成成分包括：普通硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、水、精細(xì)骨料、粉煤灰、硅灰、偏高嶺土、可再分散乳膠粉、改性膨潤(rùn)土、羥丙基甲基纖維素、聚羧酸系減水劑和聚乙烯醇纖維；拌合物的組分質(zhì)量比為普通硅酸鹽水泥：鋁酸鹽水泥：水：精細(xì)骨料：粉煤灰：硅灰：偏高嶺土：可再分散乳膠粉：改性膨潤(rùn)土：羥丙基甲基纖維素：聚羧酸系減水劑=(10%~15%)：(0.1%~1%)：(15%~20%)：(10%~15%)：(20%~55%)：(0.5%~1.5%)：(1%~2.5%)：(1.5%~2.5%)：(0.02%~0.15%)：(0.01%~0.05%)：(0.05%~0.2%),所述精細(xì)骨料的最大粒徑不大于0.5mm；所述聚乙烯醇纖維長(zhǎng)度為8~12mm,聚乙烯醇纖維摻量為超高韌性水泥基復(fù)合材料材料總體積的1.0~2.5％。