混凝土重力坝裂缝成因分析

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1、2013年第2期黑龙江水利科技NO．2．2013(第4l卷)Heilon~iiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．41)文章编号：1007—7596(2013)02—0106—03混凝土重力坝裂缝成因分析杨玉光，魏鸣冬(辽宁省观音阁水库管理局，辽宁117100)摘要：混凝土重力坝是以混凝土作为主要材料修筑的大体积挡水建筑物。其在水压力及其他荷载作用下，依靠坝体自重满足稳定和强度要求。混凝土重力坝在荷载作用及变形易引起裂缝。对裂缝的分类，成因进行了分析

2、。关键词：混凝土重力坝；荷载裂缝；变形裂缝；应力；约束；极限拉伸中图分类号：TV642．3文献标识码：B致，互相约束而产生初始应力，造成在骨料与水泥石l基本概念黏结面或水泥石本身之间出现肉眼看不见的微观1．1混凝土裂缝。混凝土是由水泥、掺合料、外加剂与水按一定比在荷载作用下或进一步产生温差、干缩的情况例配制而成的胶结浆体将分散的砂、石子经搅拌而下，微观裂缝开始发展，并逐渐互相串通，从而出现黏结在一起的气硬性胶凝材料。其最显著的特点是较大的、连贯的、肉眼可以看见的宏观裂缝。具有较高的抗压强度和极限压缩变形值，而抗拉

3、强裂缝是大体积混凝土建筑物普遍存在的现象，度和极限拉伸值却相当低，抗拉强度只有抗压强度尤其是高混凝土用量的重力坝。所谓大体积混凝的1／8～1／20，28d龄期的C20混凝土极限拉伸值≤土¨J，美国混凝土协会给出的定义是：体积大、表面1．0x10(大坝混凝土干缩变形一般在3．0×10叫系数比较小、水泥水化热释放比较集中、内部温升比左右)。混凝土强度等级越高，其比值越小，抵抗变较快，混凝土内外温差比较大时，会产生温度裂缝，形的能力越差，越容易开裂产生裂缝。影响结构安全和正常使用J。1．2混凝土重力坝水工混凝土多半是大

4、体积素混凝土和少筋混凝混凝土重力坝是以混凝土作为主要材料修筑的土，所以要想避免结构产生裂缝，需要在设计、施工大体积挡水建筑物。其在水压力及其他荷载作用等方面采取积极、可靠地技术措施，不是轻而易举能下，依靠坝体自重满足稳定和强度要求。够做到的。1．3混凝土裂缝的定义及分类1．3．2裂缝分类1．3．1定义大坝裂缝按产生原因分类，可分为荷载裂缝和混凝土裂缝是指混凝土在温度和湿度变化的条变形裂缝。荷载裂缝是指因动、静荷载的直接作用件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一[收稿日期]2012一l1一l9[作者简介]杨

5、玉光(1968一)，女，辽宁辽阳人，高级工程师；魏呜冬(1967一)，男，辽宁朝阳人，高级工程师。．．——106·--——杨玉光，等：混凝土重力坝裂缝成因分析第2期引起的裂缝，如结构超载。变形裂缝是指因不均匀其中以基础混凝土贯穿缝最为严重，它破坏大沉降、温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐燹等变形坝的整体性，如不处理将改变大坝运用期的应力因素引起的裂缝，包括温度裂缝、干缩裂缝、超载裂状况。缝、碱一骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。2混凝土重力坝产生裂缝原因水电工程一般将裂缝分为贯穿裂缝、深层裂缝混凝土搅拌后是一种

6、不定型的可塑性材料，其及表面裂缝3种，示意如图1。中水泥是混凝土增强的主要胶结材料。水泥的化学收缩与水泥的组分、标号、细度、用量及施工工艺有关。一般来说，水泥的强度越高、细度愈大、用量愈多，混凝土的收缩率也就随之增加。混凝土在经过收缩阶段后，总的收缩率应控制在0．05％左右。混凝土收缩是其固有的物理特性，也是混凝土出现裂缝的根本原因之一。2．1荷载作用引起的裂缝在荷载作用下，因结构的强度、刚度或稳定性不图1混凝土坝温度裂缝分类示意图够而出现的裂缝称为荷载裂缝。这类裂缝主要是由1．3．2．1表面裂缝于混凝土早期抗拉

7、强度和弹性模量低，在自重、水混凝土硬化过程中，水泥水化产生大量的水化压、扬压力、泥沙压力、地震压力、动水压力、冰压力热，当水泥用量在350—550kg／m，混凝土将释放出等外部荷载的综合作用下，由于截面的混凝土拉应17500—27500kJ／m。的热量，从而使混凝土内部温变超过了混凝土极限拉伸值，导致结构变形，在抗拉度升达7O℃左右，甚至更高。能力最薄弱处产生裂缝。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在2．2变形引起的裂缝J混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混2．2．1温度裂缝凝土表面散热较快，这样就

8、形成内外的较大温差。水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，体积混凝土结构断面较厚、表面系数相对较小的特使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混性决定了水化产生的热量聚集在结构内部不易散凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。失。混凝土内部的水化热无法及时散发出去，越积1．3．2．2深层裂缝越高，使内外温差增大，形成了