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1概述1

1.1堆石混凝土技术简介1

1.2堆石混凝土技术发展情况4

1.3堆石混凝土工程应用情况5

1.3.1堆石混凝土地域分布情况5

1.3.2堆石混凝土行业应用情况5

1.3.3堆石混凝土工程部位应用情况6

1.4堆石混凝土典型工程9

1.4.1堆石混凝土重力坝——山西围滩水电站9

1.4.2堆石混凝土拱坝——山东蒙山水库9

1.4.3堆石混凝土拱坝加固——恒山水库10

1.4.4堆石混凝土固废循环利用——广东中山长坑三级水库11

1.4.5堆石混凝土防洪堤——福建洋庄防洪堤11

1.4.6抛石型堆石混凝土——向家坝电站沉井回填12

2堆石混凝土综合性能试验研究14

2.1研究内容14

2.2原材料14

2.3自密实混凝土配合比15

2.4力学性能试验16

2.4.1立方体抗压强度试验16

2.4.2抗拉力学性能试验19

2.4.3弹性模量试验22

2.4.4冷缝直剪试验24

2.5变形试验28

2.5.1干缩变形试验28

2.5.2自体积变形试验30

2.6耐久性试验31

2.6.1抗渗性能试验31

2.6.2堆石混凝土抗冻性能试验35

2.7堆石混凝土热学性能试验41

2.7.1线膨胀系数41

2.7.2绝热温升42

2.8本章小结48

2.8.1堆石混凝土大尺寸试验体系的建立48

2.8.2堆石混凝土力学性能试验结论49

2.8.3堆石混凝土变形性能试验结论49

2.8.4堆石混凝土耐久性能试验结论49

2.8.5堆石混凝土热学性能试验结论50

3堆石混凝土细观力学性能与本构研究51

3.1混凝土多相细观力学损伤断裂模型51

3.1.1数值模型的基本思路51

3.1.2细观单元的损伤本构关系51

3.2随机场相关因子对材料性能的影响——Weibull分布模型的改进53

3.2.1随机场相关尺度的引入54

3.2.2相关尺度的数值实现55

3.3堆石混凝土三相介质力学性能的试验研究56

3.3.1试件的制备56

3.3.2试验装置与试验步骤57

3.3.3试验结果58

3.4用多相细观力学模型研究堆石混凝土性能59

3.4.1基本条件59

3.4.2多相材料的离散60

3.5堆石混凝土四点弯梁试验与数值验证60

3.5.1四点弯梁试件的制备及试验方法60

3.5.2试验结果与数值仿真的比较62

3.6本章小结64

4堆石混凝土三维有限元温度应力仿真分析67

4.1堆石混凝土温度应力仿真分析的基本理论67

4.1.1热传导基本方程及边界条件67

4.1.2求解温度场问题的泛函描述68

4.1.3不稳定温度场的有限单元法求解69

4.1.4混凝土绝热温升71

4.1.5混凝土的弹性模量72

4.1.6混凝土的徐变及应力场求解72

4.2沙坪二级水电站温度应力仿真分析成果75

4.2.1堆石混凝土与常规混凝土温度应力对比分析75

4.2.2基本工况计算成果与分析75

4.2.3浇筑温度提高为28°C 、 30°C 、 32°C的影响78

4.2.4取消坝段分缝的影响78

4.2.5仿真分析主要结论83

4.3松林水库温度应力仿真分析成果85

4.3.1温度应力成果分析85

4.3.2仿真分析主要结论86

4.4本章小结88

5堆石混凝土结构设计90

5.1堆石混凝土大坝设计概述90

5.1.1堆石混凝土重力坝90

5.1.2堆石混凝土拱坝90

5.2堆石混凝土坝体分缝和止水91

5.2.1横缝的设置91

5.2.2纵缝和水平施工缝92

5.2.3坝体止水92

5.3堆石混凝土坝体防渗92

5.3.1坝体防渗设计92

5.3.2自密实混凝土防渗层一体化浇筑技术93

5.4堆石混凝土坝体温度控制与防裂措施95

5.5堆石混凝土坝其他细部构造96

5.5.1堆石混凝土建基面96

5.5.2堆石混凝土坝体内排水97

5.5.3堆石混凝土坝体内钢筋混凝土97

5.6堆石混凝土大坝设计工程案例97

5.6.1堆石混凝土重力坝案例97

5.6.2堆石混凝土拱坝案例101

5.7本章小结104

6堆石混凝土现场试验105

6.1现场试验段布置105

6.2现场试验浇筑方案105

6.2.1仓面清理105

6.2.2模板支立105

6.2.3堆石入仓105

6.2.4自密实混凝土浇筑106

6.3堆石混凝土现场试验106

6.3.1自密实混凝土配合比106

6.3.2现场实际生产配合比107

6.3.3堆石混凝土施工过程107

6.4堆石混凝土性能检测111

6.4.1自密实混凝土性能检测111

6.4.2堆石混凝土浇筑质量检测112

6.4.3堆石混凝土抗渗性能检测112

6.4.4堆石混凝土实测温升检测112

6.4.5堆石混凝土力学性能检测113

6.5本章小结113

7堆石混凝土施工工艺114

7.1施工流程简介114

7.2仓面处理115

7.3模板支立115

7.3.1组合钢模板115

7.3.2浆砌石模板116

7.3.3悬臂模板116

7.3.4预制件模板117

7.3.5模板质量控制措施117

7.4堆石选取120

7.4.1堆石料储备120

7.4.2堆石筛选120

7.5堆石冲洗121

7.5.1筛分冲洗同步121

7.5.2中途冲洗121

7.6堆石入仓123

7.6.1自卸车通过上坝公路直接入仓123

7.6.2塔机+吊斗入仓124

7.6.3吊车+吊斗入仓124

7.6.4挖掘机辅助卸料和平仓125

7.7堆石施工质量控制措施126

7.8自密实混凝土施工127

7.8.1自密实混凝土的生产和运输127

7.8.2自密实混凝土浇筑方法及原则128

7.8.3自密实混凝土浇筑工具及方式129

7.9养护130

8堆石混凝土质量控制体系研究131

8.1堆石质量控制131

8.2自密实混凝土质量控制131

8.2.1自密实混凝土“理论—实际—生产”配合比体系的建立131

8.2.2自密实混凝土的试拌复核方法132

8.2.3自密实混凝土实际配合比调整方法134

8.2.4自密实混凝土的生产控制135

8.2.5自密实混凝土性能检测与生产资料的要求136

8.3堆石混凝土工程质量检测方法137

8.3.1堆石混凝土工程质量检测方法概述137

8.3.2孔内电视检测堆石混凝土浇筑密实度138

8.3.3超声波检测堆石混凝土浇筑密实度138

8.3.4堆石混凝土芯样抗压强度检测方法138

8.3.5钻孔压水检测堆石混凝土抗渗性能138

8.4本章小结139

9堆石混凝土在沙坪二级工程的应用140

9.1堆石混凝土应用概况140

9.2堆石混凝土施工工艺流程140

9.2.1仓面处理141

9.2.2模板支立141

9.2.3堆石的选取和入仓142

9.2.4自密实混凝土施工146

9.2.5自密实混凝土养护148

9.3堆石混凝土施工管理149

9.4堆石混凝土工效统计153

9.4.1堆石混凝土施工现状153

9.4.2堆石混凝土施工效率分析与改进意见153

9.5堆石混凝土综合成本测算154

9.6堆石混凝土综合性能检测154

9.6.1密实度检测154

9.6.2自密实混凝土抗压强度检测155

9.7水下自密实混凝土和堆石混凝土工程应用156

9.7.1水下自密实混凝土及堆石混凝土应用概况156

9.7.2水下自密实混凝土及堆石混凝土施工流程156

9.7.3水下自密实混凝土及堆石混凝土成本测算159

9.7.4水下自密实混凝土及堆石混凝土质量检测与评价160

9.8本章小结161

10总结与展望162

10.1主要成果162

10.2展望164

参考文献166