复杂条件下高性能塑性混凝土力学和渗透性能项目摘要

塑性混凝土是由水泥、粘土、膨润土、石子、砂子、水等原材料经搅拌、浇筑、凝结而成的柔性工程材料。因其成本低且具有较高的强度、较好的抗渗性能和适应较大变形的能力，已在水利工程、港口与海岸工程以及基础防渗工程中得到了较广泛的应用。本项目针对塑性混凝土理论研究滞后于工程应用的现状，尤其是结合我国病险水利工程、港口与海岸工程以及基础防渗工程除险加固对塑性混凝土高性能的要求，在普通塑性混凝土中掺入纤维、粉煤灰、硅灰形成高性能塑性混凝土，通过高性能塑性混凝土在单轴重复、三轴和真三轴等复杂应力条件下的试验以及围压作用下的渗透试验，重点研究水胶比、粘土和膨润土用量、纤维含量、粉煤灰和硅灰替代水泥量对塑性混凝土力学与渗透性能的影响，探讨高性能塑性混凝土配合比设计方法以及抗裂强度等基本力学性能指标的计算方法，提出复杂条件下高性能塑性混凝土本构关系模型、强度理论、破坏准则和渗透性能指标的计算方法。

塑性混凝土是由膨润土、粘土、水泥、砂、石和水等原料经搅拌、浇注、凝结而成的强度介于土和普通混凝土之间的柔性工程材料。为了推广塑性混凝土在工程中的应用，本项目通过多组不同配合比的塑性混凝土和高性能塑性混凝土试验，探讨了水胶比、用水量、水泥用量和砂率、纤维类型和掺量、粉煤灰和硅灰取代量等参数对塑性混凝土性能的影响，建立了用水量与其余材料用量的关系。在此基础上，通过大量的塑性混凝土和高性能塑性混凝土单轴抗压、三轴压缩、单轴循环加载和渗透等试验，研究了单轴受压下塑性混凝土和高性能塑性混凝土的基本力学性能、渗透性能、单轴和三轴压缩下塑性混凝土和高性能塑性混凝土的本构关系和强度准则，分别建立了塑性混凝土和高性能塑性混凝土强度之间的换算关系和计算方法以及单轴和三轴压缩下本构模型、强度理论及破坏准则，提出了适用于塑性混凝土和高性能塑性混凝土渗透测试和计算方法。 2100433B

本书通过单轴压缩、常规三轴、侧压恒定、侧向位移近似恒定、侧向位移恒定的三轴试验，研究了塑性混凝土强度和变形特征，推荐了塑性混凝土配合比中各组分的用量、塑性混凝土室内测试弹性模量和渗透系数的方法和计算公式，拟合了其单轴压缩和常规三轴压缩条件下的本构关系，建立了复杂应力下的强度准则，论述了塑性混凝土变形特征与侧限条件的关系。

全书共7章，包括绪论、塑性混凝土配合比设计、塑性混凝土基本力学性能试验研究、三轴应力下塑性混凝土力学性能试验研究、单轴循环加载下塑性混凝土力学性能试验研究、塑性混凝土渗透性能试验研究、除险加固工程塑性混凝土防渗墙应用研究等。

前言

1 绪论

1.1 研究意义

1.2 塑性混凝土的研究现状

参考文献

2 塑性混凝土配台比设计

2.1 概述

2.2 塑性混凝土设计指标的确定

2.3 塑性混凝土配合比设计

2.4 小结

参考文献

3 塑性混凝土基本力学性能试验研究

3.1 概述

3.2 塑性混凝土单轴抗压性能

3.3 塑性混凝土抗拉性能

3.4 塑性混凝土剪切性能

3.5 塑性混凝土弹性模量

3.6 膨润土及水泥用量对塑性混凝土力学性能的影响

3.7 塑性混凝土单轴受压本构关系

3.8 小结

参考文献

4 三轴应力下塑性混凝土力学性能试验研究

4.1 概述

4.2 塑性混凝土常规三轴强度与变形性能

4.3 塑性混凝土真三轴强度与变形性能

4.4 中间主应力对塑性混凝土变形性能的影响

4.5 塑性混凝土强度准则

4.6 真三轴应力下塑性混凝土的变形破坏机理

4.7 小结

参考文献

5 单轴循环加裁下塑性混凝土力学牲能试验研究

5.1 概述

5.2 试验概况

5.3 试验结果分析

5.4 小结

参考文献

6 塑性混凝土渗透性能试验研究

6.1 概述

6.2 试验概况

6.3 试验结果分析

6.4 小结

参考文献

7 除险加固工程塑性混凝土防渗墙应用研究

7.1 概述

7.2 工程概况

7.3 有限元法基本原理

7.4 窄口水库坝体塑性混凝土防渗墙加固有限元分析

7.5 小结

参考文献

塑性混凝土是一种水泥用量很少并加入了膨润土(有时掺加粘土、粉煤灰) 的混凝土，其水泥胶结物的粘结力低，从而使其强度大大降低，塑性变大。塑性混凝土防渗墙具有弹性模量低、极限应变大的优良特性，大大提高了防渗墙的安全性。塑性混凝土的优良性能主要取决于它的以下特性：

(1) 塑性混凝土具有极低的变形模量，而且可以人为控制其配合比，使其变形模量在较大范围内变化。

(2) 塑性混凝土具有与土层形态非常相似的应力应变曲线，可以人为地选择与周围土层应力应变曲线相吻合的塑性混凝土配合比。

(3) 塑性混凝土的极限应变值比普通混凝土大得多，普通混凝土的受压极限应变值为εmax =0.08%～0.3%，而塑性混凝土在无侧限条件下的极限应变超过1%，比普通混凝土大几倍甚至几十倍。

(4) 在三向受力条件下塑性混凝土的强度有很大的提高，而且几乎与围压呈直线增大。这就意味着随着围压的增加，塑性混凝土的强度增加了，防渗墙的安全度得以提高。