【硕士】混凝土的渗流特性及防水耐久性研究【2009】

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

内容简介

　　学科专业：材料学　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：东南大学　　学位年度： 2009年　　地下工程和水工混凝土结构防水耐久性一直是关注的焦点。特别是近年来，随着经济的发展，基础设施建设的不断推进，隧道和水-T结构在我国获得了长足的发展，中国隧道总里程数已居世界第一，大坝的数量也居世界第一，但隧道和大坝等水工结构的渗漏水问题也非常严重，儿乎所有的隧道和大坝都存在渗漏问题。因此，研究混凝土的防水耐久性，具有非常重要的意义。　　本文嗣绕混凝土防水耐久性的中心内容，从水在多孔介质中渗流基本理论入手，研究分析了混凝土的渗流特性；建立了渗透时间和渗透深度关系模型；研究了水在混凝．十裂缝内的渗流规律；设计了拉应力渗水装置，研究了混凝土在拉应力条件下的渗透性；在理论研究基础上结合南京长江隧道工程和锦屏大坝建设项目，提出了适合工程应用的防水耐久性设计指标。　　混凝十作为结构防水的主体，是本文首要的研究对象。通过对混凝十渗流曲线的分析，得出了水在混凝-十内的非线性Darcy渗流特性，存在明显的启动压力梯度。由于启动压力梯度的存在，水在混凝土内的渗透过程和传统Darcy模型下的渗透过程有很人不同，特定水压下水在混凝十内存在由启动压力梯度决定的渗透平衡深度。经分析可知，同等条件下，水压越高、渗透系数越低以及启动压力梯度越低，渗透达到平衡的时间越K。在渗透模型分析基础上，提出了验证非线性渗流的简便方法，即：在低水压下测量水在混凝十内的渗透深度变化规律，如在一定时间后渗透深度不发生变化则可认为渗流满足非线性Darey模型。　　裂缝作为引起混凝土防水耐久性劣化的最主要原因之一，本文对其渗流特性进行了详细的研究。文中采取拼接法制作裂缝，实现了对裂缝宽度的定量化控制。通过试验验证了在混凝十等宽、平直光滑裂缝及倾斜光滑裂中，在层流状态下，渗流均满足由纳维一斯托克斯方程推得的渗流方程。在此基础上进一步研究了混凝十中的真实裂缝的渗流规律，提出了通过引入裂缝的“迂曲度”和“粗糙度影响系数”来修正立方定理，并描述真实裂缝的渗流特性。通过试验得出了混凝土真实裂缝的迂曲度相近(不超过1．1)，粗糙性影响系数同样相近(不超过1．2)的结论。　　在混凝土开裂过程中拉应力一直扮演着重要作用，拉力对混凝十渗透性的影响也是本文关注的主要对象。本文设计了拉应力渗水装置，在较好地解决了应力施加及密封问题的基础上，研究了拉应力对混凝土的渗透性影响。结果表明：在拉应力较小的时候，混凝土渗透性变化很小：在拉应力下混凝土渗透性能的劣化并不是一个缓慢的过程，而是在某一个较小应力范围突变的过程。　　文中还结合大坝碾压混凝土的渗流特性，对大坝的防渗结构的防水耐久性进行了分析。并通过试验分析提出，在考虑拉应力条件下，可以在原有设计抗渗等级基础上增加2个等级：　　而采用非线性Darcy渗流模型，则可为防渗结构的厚度设计提供一定依据。　　在文章最后，结合本文的研究结果，为高性能混凝土防水耐久性的设计提出了一些建议。建议在实际工程中，高性能混凝土防水耐久性的设计可以基于非线性Darcy模型进行，以渗透深度不超过钢筋保护层厚度为指标，这样可以实现混凝土综合耐久性的提高。　　

专题推荐

• · 耐久性混凝土配合比
• · 混凝土耐久性检验
• · 高性能混凝土耐久性

培训课程

• · 施工技能课程五折，机不可失
• · 【预售】施工前期必备技能
• · 道路路基施工必备知识
• · 市政施工基础入门培训
• · 施工识图读图，这些要掌握!