大坝坝基橡胶改性混凝土现场抗剪试验探究

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1、大坝坝基橡胶改性混凝土现场抗剪试验探究　　摘要:结合青州市仁河水库，通过现场试验，比较了普通混凝土和橡胶改性混凝土与坝基的抗剪性能。试验结果表明，橡胶改性混凝土与坝基的抗剪断和抗剪性能均优于普通混凝土。通过线性回归得出：橡胶改性混凝土与坝基的抗剪断应力方程τ=1.204δ+0.278；抗剪应力方程τ´=1.119δ´+0.150；普通混凝土与坝基的抗剪断应力方程则为τ=0.790δ+0.257，抗剪应力方程τ´=0.683δ´+0.061。橡胶粉改善了混凝土与坝基的抗剪性能，为提高坝体抗滑稳定性提供了一种有效的技术措施。关键词：坝基；

2、橡胶粉改性混凝土；现场；混凝土抗剪性能中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1引言6坝基与混凝土抗剪强度是大坝稳定设计必不可少的参数之一，直接影响基础处理的工程量和工期，甚至还影响大坝形态与枢纽布置[1]。大坝依靠坝基与大体积混凝土接触面的摩擦力平衡巨大的水压力。接触面的摩擦系数有很小的变化，需要混凝土的体积发生大的变化保持摩擦力不变，从而工程造价出现大的差别。润扬大桥悬索桥混凝土与岩基接触面的摩擦系数若降低0.01，混凝土将需要增加约4230t[2]。因此，提高混凝土与坝基接触面的摩擦系数有显著的经济效益，并对工程安全有重要影响。青州仁河水库位于小清河水系淄河支流的仁河中游

3、,控制流域面积80km2，总库容2815万m3，兴利水位336.10m,兴利库容2172万m3，死库容120万m3。是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、养鱼、城市供水等综合利用的中型水库。该水库自建成并运行至今，由于当时受财力、物力、技术和施工等条件限制，工程施工质量差，坝体渗漏严重，迫切需要对其进行除险加固。按照黄委要求，青州仁河水库水库重力坝加固前，必须进行现场试验坝基-混凝土的抗剪参数，方可进行水库除险加固设计。本文针对青州仁河水库分别进行了坝基-混凝土和坝基-橡胶混凝土接触面抗剪强度现场试验，比较了混凝土和橡胶混凝土与坝基的抗剪性能，为提高大坝-混凝土抗剪参数提供了一种新的技

4、术措施。2试验内容2.1试验原材料普通硅酸盐水泥：P·O42.5水泥，山东青州中联水泥有限公司产；细集料：中粗砂，细度模数2.6，山东青州产；粗集料:5~31.5mm碎石，山东青州产；橡胶粉：40目，山东青州产。6外加剂：引气减水剂（粉体），济南德利泰建材科技公司。2.2试验配合比表1C25混凝土配合比2.3试件制备与试验方法按照《水利水电工程岩石试验规程》要求，在现场坝基上分别浇筑普通混凝土和橡胶粉改性混凝土试件各一组，普通混凝土每组试件5个，橡胶混凝土每组试件6个。为测试方便，每个试件的尺寸为50cm×50cm×80cm，试验采用平推法，混凝土强度等级为C25，根据坝体的最大应

5、力计算，法向最大荷载为380KN。对测试结果进行回归，分别得出普通混凝土和橡胶混凝土与坝基的抗剪断摩擦系数f’和粘聚力c、抗滑摩擦系数f’´和粘聚力c´。分析试验结果，比较橡胶混凝土和普通混凝土与坝基的抗剪断和抗剪性能。3试验结果与分析养护到龄期为28d后，进行试验测试，测试结果见表2~表5和图1~图4。表2预留试件抗压强度试验结果表3普通混凝土与坝基的抗剪断参数试验结果6图1普通混凝土与坝基的抗剪断应力τ¬δ回归曲线表3普通混凝土与坝基的抗剪参数试验结果图2普通混凝土与坝基的抗剪应力τ´¬δ´回归曲线表4橡胶混凝土与

6、坝基的抗剪断参数试验结果图3橡胶混凝土与坝基的抗剪断应力τ¬δ回归曲线表5橡胶混凝土与坝基的抗剪参数试验结果图4橡胶混凝土与坝基的抗剪应力τ´¬δ´回归曲线分别对表3和表4中数据进行线性回归，见图1和图2，得出普通混凝土与坝基6的抗剪断应力方程τ=0.790δ+0.257,R2=0.997;抗剪应力方程τ´=0.683δ´+0.061,R2=0.990。将表4和表5中数据线性回归，见图3和图4，得出橡胶混凝土与坝基的抗剪断应力方程τ=1.204δ+0.278,R2=0.998;抗剪应力方程τ´=1.119δ

7、´+0.150,R2=0.994。比较普通混凝土和橡胶混凝土与坝基的抗剪断应力方程可以看出，橡胶混凝土与坝基的摩擦系数（1.204）远高于普通混凝土的摩擦系数（0.79），橡胶混凝土与坝基的粘聚力（0.278）与普通混凝土的粘聚力（0.257）基本相当。而对于两种混凝土与坝基的抗剪参数而言，橡胶混凝土与坝基的抗剪摩擦系数较大，为1.119，而普通混凝土的抗剪摩擦系数仅为0.683；同样，橡胶改混凝土与坝基的粘聚力（0.150）相对较大，普通硅酸盐水泥混凝土