渡槽是我國(guó)西北部寒旱地區(qū)水工灌區(qū)的重要輸水建筑物,對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)都起著積極作用。但由于當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境,水工建筑物長(zhǎng)期運(yùn)行于惡劣工況下,導(dǎo)致渡槽排架結(jié)構(gòu)遭受鹽類(lèi)侵蝕和凍融循環(huán)破壞復(fù)合作用的影響,嚴(yán)重制約其正常效益的發(fā)揮。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以典型西北灌區(qū)——甘肅省景泰川電力提灌區(qū)U型渡槽為研究對(duì)象,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析明確混凝土材料侵蝕介質(zhì),結(jié)合工程實(shí)際設(shè)計(jì)室內(nèi)加速試驗(yàn)方案,確定質(zhì)量、彈性模量和抗壓強(qiáng)度為耐久性評(píng)價(jià)指標(biāo),探究不同配合比的混凝土材料在不同侵蝕介質(zhì)下的耐久性裂化損傷規(guī)律。再以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得材料參數(shù),建立渡槽排架結(jié)構(gòu)ANSYS有限元模型,對(duì)鹽凍破壞前后渡槽所受靜力和動(dòng)力進(jìn)行分析。本課題基于河南省科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃—“基于侵蝕凍融復(fù)合作用的水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性衰減規(guī)律研究”項(xiàng)目,通過(guò)開(kāi)展室內(nèi)加速試驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及運(yùn)用ANSYS數(shù)值模擬的方法,得出下列結(jié)論:（1）對(duì)于地處寒旱地區(qū)的水工混凝土建筑物,應(yīng)設(shè)計(jì)為低水膠比并加入適量引氣劑,同時(shí)在考慮成本的基礎(chǔ)上降低其粉煤灰摻量以提高混凝土材料的抗凍耐久性能。（2）通過(guò)對(duì)比不同侵蝕介質(zhì)下混凝土材料的質(zhì)量損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量和抗壓強(qiáng)... 

【文章來(lái)源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

甘肅省景電灌區(qū)鹽堿化土地Fig.2-1Saline-alkalilandinGansuprovinceJingdianirrigationarea

渡槽表面混凝土剝落粗骨料裸露、混凝土表面泛白、基礎(chǔ)部為混凝土呈膨松狀等，如圖2-2 所示。圖 2-2 渡槽排架的侵蝕破壞圖Fig.2-2 The erosion damage of flume support frame通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，景電灌區(qū)渡槽排架結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行受到侵蝕破壞，出現(xiàn)混凝土剝落、鋼筋外露并銹蝕嚴(yán)重、部分構(gòu)件棱角變圓、排架基礎(chǔ)部位混凝土成膨松狀等現(xiàn)象，部分渡槽需要經(jīng)常維修才能正常運(yùn)行。并且侵蝕破壞部位一般處于灌溉回歸水流經(jīng)處，主體部分受到凍融循環(huán)的影響出現(xiàn)裂縫。2.2 侵蝕環(huán)境分析基于渡槽排架結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)狀，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取樣，收集本水工混凝土結(jié)構(gòu)工作環(huán)境內(nèi)的水樣、土樣以及剝落殘?jiān)M(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)分析，從而探明混凝土材料的侵蝕介質(zhì)。2.2.1 水樣分析景電灌區(qū)地處典型的內(nèi)陸干旱荒漠氣候帶，常年降雨量稀少，地區(qū)蒸發(fā)度高[64]。通過(guò)查閱資料可知，自景電灌區(qū)工程運(yùn)行以來(lái)，由于蒸發(fā)量高于降雨量，地下水中的 SO42-和 Cl-含量及灌溉回歸水總礦化度呈上升趨勢(shì)[65]。工程運(yùn)行后，灌溉回歸水打破了地下水量平衡，導(dǎo)致局部地區(qū)地下水位大幅度上升。在高蒸發(fā)作用下灌溉回歸水溶解多種鹽離子聚集，最終，產(chǎn)生嚴(yán)重次生鹽堿化問(wèn)題，有害鹽離子不斷在混凝土建筑物表面積累，造成侵蝕破壞。通過(guò)對(duì)灌區(qū)灌溉水和受侵蝕破壞嚴(yán)重的混凝土建筑物附近的水樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，可得灌區(qū)受侵蝕混凝土建筑物水樣化驗(yàn)結(jié)果如表 2-1 所示。

華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文于受氣候干旱炎熱，地表水蒸發(fā)量大的影響，大部分可溶鹽都沉積在瀉湖相和粘土層、砂礫石層中。這類(lèi)土壤中富含可溶性鹽類(lèi)，主要包括氯鹽（KCl、NaCl、CgCl2等）和硫酸鹽類(lèi)（MgSO4、 CaSO4等）。灌區(qū)上水后，灌溉回歸水流入地系統(tǒng)。在灌溉回歸水入滲轉(zhuǎn)為地下水的過(guò)程中，上述土壤中的鹽離子溶解于其地下水的含鹽量大幅度上升，從而形成高礦化度的侵蝕溶液，對(duì)灌區(qū)水工混凝造成侵蝕破壞。.2.3 混凝土侵蝕殘?jiān)煞址治霈F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)將灌區(qū)水工混凝土建筑表面剝落的殘?jiān)占⒀心ブ练勰�，通過(guò)照射方式進(jìn)行 XRD 衍射實(shí)驗(yàn)，得出 X 光衍射圖譜進(jìn)而分析受侵蝕混凝土殘?jiān)瘜W(xué)組分，揭示混凝土侵蝕破壞的化學(xué)機(jī)理，衍射結(jié)果如下圖 2-3 所示。

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