發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 11:14

【摘要】：混凝土面板堆石壩是以堆石為支撐主體并將設(shè)置在上游迎水面的混凝土面板通過(guò)周邊縫與趾板連接形成防滲結(jié)構(gòu)的一種壩型,由于該壩型具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)省和適應(yīng)性良好的特點(diǎn),在高地震烈度區(qū)、深厚覆蓋層、軟巖地基和高陡邊坡等復(fù)雜嚴(yán)酷條件下的壩型方案比對(duì)過(guò)程中,混凝土面板壩往往脫穎而出成為優(yōu)選壩型。我國(guó)自20世紀(jì)80年代引進(jìn)現(xiàn)代碾壓施工技術(shù)修建第一座混凝土面板堆石壩工程,至今已有30多年的歷史,筑壩技術(shù)、設(shè)計(jì)理論雖然起步較晚,但是發(fā)展迅速,成果斐然。目前,我國(guó)混凝土面板堆石壩的技術(shù)難度、工程規(guī)模、最大壩高等均位于世界前列,200m級(jí)高面板壩建設(shè)技術(shù)和施工設(shè)備已趨成熟,正朝著300m級(jí)特高面板壩發(fā)起挑戰(zhàn)。對(duì)于混凝土面板堆石壩而言,面板是大壩擋水防滲的首道屏障,其中面板接縫的止水結(jié)構(gòu)是大壩擋水防滲的關(guān)鍵設(shè)施,保證接縫止水結(jié)構(gòu)的安全可靠,是混凝土面板堆石壩的重要研究?jī)?nèi)容。考慮高混凝土面壩堆石壩的接縫位移大變形的特點(diǎn)和高水頭的荷載作用,對(duì)高混凝土面板壩止水結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行研究,并積極探索高效可靠的新型止水結(jié)構(gòu)型式,本文主要研究?jī)?nèi)容及所得結(jié)論如下:(1)介紹了混凝土面板堆石壩的發(fā)展歷程和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。簡(jiǎn)要闡述了接縫止水技術(shù)的研究進(jìn)展,接縫止水材料的研發(fā)應(yīng)用,以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定止水新理念的內(nèi)涵,在分析國(guó)內(nèi)外具體工程案例和科學(xué)研究的基礎(chǔ)上,考慮高混凝土面壩堆石壩的接縫位移大變形的特點(diǎn)和高水頭的壓力荷載,積極探索高效可靠的新型止水結(jié)構(gòu)型式;(2)針對(duì)以往開(kāi)展的波形止水帶及支撐橡膠棒的承載能力均局限于試驗(yàn)研究的現(xiàn)狀,采用有限元數(shù)值模擬的方法,利用ABAQUS軟件對(duì)波形橡膠止水帶進(jìn)行數(shù)值模擬分析。計(jì)算不同工況條件下止水帶承受接縫三向位移變形的能力和極限水壓承載能力,對(duì)于直線段波形橡膠止水帶,當(dāng)支撐橡膠棒直徑為100mm時(shí),在工況I和工況II下都能承受不小于2.5MPa水壓;對(duì)于拐角段波形橡膠止水帶,為了保證支撐橡膠棒不掉進(jìn)接縫,其直徑臨界值為140mm,在工況I和工況II下都能承受不小于2.5MPa水壓,并根據(jù)面積等效原則,建議采取三根100mm直徑橡膠棒綁扎在一起的構(gòu)造型式;(3)針對(duì)傳統(tǒng)錨固型止水蓋板施工質(zhì)量難以保證、現(xiàn)場(chǎng)安裝固定工藝復(fù)雜、嚴(yán)寒地區(qū)受冰凍拉拔破壞顯著的缺陷,提出一種利用膠粘劑粘接于混凝土表面的新型止水蓋板結(jié)構(gòu),開(kāi)展室內(nèi)模型試驗(yàn)。結(jié)果表明,改性環(huán)氧涂料與新型蓋板的粘結(jié)性能高于YEC環(huán)氧涂料11.8%~38.6%,高于SK聚脲涂料34.8%~53.4%,剪切位移是新型蓋板承受接縫三向位移變形的控制工況;選用改性環(huán)氧涂料為膠粘劑且設(shè)置接縫剪切位移50mm、沉降位移100mm、張開(kāi)位移50mm的工況條件,雖有蓋板凸起與膠體粘結(jié)面松動(dòng)和撕開(kāi),蓋板邊緣處有輕微變形的現(xiàn)象,但是對(duì)蓋板止水效果沒(méi)有影響,整體新型蓋板止水結(jié)構(gòu)沒(méi)有破壞。
【圖文】：

聚氯乙烯（PVC）塑料具有高彈性、壓縮變形性的特點(diǎn)，傳統(tǒng) PVC 止水帶斷面型式如圖1-2 所示，中部呈圓孔狀，兩端呈魚(yú)尾狀，從中間圓孔至兩端邊緣均勻布置小突肋，然而該型式在混凝土澆筑施工時(shí)，止水帶下部混凝土因不易振搗密實(shí)而存有空隙，當(dāng)混凝土接縫因壩體變形而產(chǎn)生三向位移時(shí)，中間圓孔的變形造成止水帶與混凝土的脫離，撕扯拉力從中間圓孔傳至兩側(cè)突肋乃至魚(yú)尾狀邊緣端，造成接縫漏水。圖 1-2 傳統(tǒng) PVC 止水帶Fig 1-2 Traditional PVC water-stop belt黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司董昊雯等提出一種新型止水帶——“π”型 PVC 止水帶，如圖 1-3 所示，橫截面以中間半圓孔成左右對(duì)稱狀，由平面底板、兩端翼板、中1234 56789⑩⑩8

圖 1-3 “π”型 PVC 止水帶Fig 1-3 Type of“π”PVC water-stop belt的主要原料為天然橡膠與各種合成橡膠，摻加不同性能的助工序制作成型，規(guī)格多樣。橡膠止水帶具有自粘性，可直接鋼壓條和膨脹螺栓錨固定位，橡膠固有的高彈性能在壓力荷效發(fā)揮嵌填密封、防止?jié)B漏的作用。橡膠止水帶是分段加工用硫化連接，最大能承受-45-60℃的工作溫度范圍。者通過(guò)一系列模型試驗(yàn)研究，建立了金屬類、橡膠類和塑料下的破壞準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)中基于試驗(yàn)結(jié)論考慮了徐變作用，基于度 t 的公式：1 1 1 12 4 0 2 3 4 0max ,2 2k Pu vk Putk k R k k k R ≥ （式中， t——止水帶厚度，mm；P——作用水壓力，MPa；
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV641.43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675913