寒区渠道模袋混凝土衬砌适应性研究

前言

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2模袋混凝土研究现状

1.2.1模袋混凝土概况

1.2.2模袋混凝土国内外研究现状

1.3混凝土无损检测研究现状

1.3.1混凝土无损检测概况

1.3.2混凝土无损检测研究现状

1.4模袋混凝土抗冻耐久性研究现状

1.5模袋混凝土冻融损伤机理

1.6本书的主要研究内容

第2章研究概况与试验方法

2.1工程项目概况

2.2试验配合比

2.2.1沈乌灌域各标段混凝土配合比

2.2.2乌兰布和灌域各标段混凝土配合比

2.2.3乌拉特灌域各标段混凝土配合比

2.3研究方案

2.4现役模袋混凝土芯样制取及加工方案

2.4.1芯样制取目的及依据

2.4.2芯样钻取步骤

2.4.3各灌域现役模袋混凝土取芯方案

2.5河套灌区现役模袋混凝土取芯及加工情况汇总

2.6试验仪器设备

第3章模袋混凝土配合比设计研究

3.1试验概况

3.1.1原材料选取方案

3.1.2配合比设计要求

3.2原材料检测

3.2.1水泥基本性能

3.2.2粉煤灰基本性能

3.2.3细骨科

3.2.4粗骨料

3.2.5其他试验材料

3.3模袋混凝土配合比优化设计

3.3.1模袋混凝土对配合比的特殊要求

3.3.2可供参考的现役模袋混凝土配合比

3.3.3现役模袋混凝土的取样检测

3.3.4检测结果分析

3.3.5模袋混凝土配合比的优化设计

3.3.6混凝土配合比的试配、调整

3.3.7试件的制备

3.4本章小结

第4章模袋混凝土力学性能试验研究

4.1试验概况

4.2正方体抗压强度试验

4.2.1立方体抗压强度试验结果

4.2.2立方体抗压强度试验结果分析

4.3本章小结

第5章现役模袋混凝土力学性能研究及预测

5.1试验概况

5.2现役模袋混凝土芯样试件抗压强度试验

5.2.1两种剔除方法对比

5.2.2模袋混凝土抗压破坏形态分析

5.3模袋混凝土应力—应变关系分析

5.4模袋混凝土的本构方程

5.5模袋混凝土微观结构及机理分析

5.6利用BP网络预测模袋混凝土芯样抗压强度

5.6.1BP网络的建立

5.6.2BP网络测试结果分析

5.7利用RBF网络预测模袋混凝土芯样抗压强度

5.8模袋混凝土强度预测的敏感性分析

5.9本章小结

第6章模袋混凝土抗冻融性能试验研究

6.1试验概况

6.2质量损失率

6.2.1质量损失率试验结果

6.2.2质量损失率试验结果分析

6.3相对动弹性模量

6.3.1相对动弹性模量试验结果

6.3.2相对动弹性模量试验结果分析

6.4冻融破坏形态分析

6.5本章小结

第7章现役模袋混凝土抗冻性研究及预测

7.1试验概况

7.2试验数据整理分析

7.2.1模袋混凝土冻融循环破坏形态分析

7.2.2质量损失率试验结果及分析

7.2.3相对动弹性模量试验结果及分析

7.3微结构特征及机理分析

7.4利用BP网络预测模袋混凝土芯样抗冻性

7.4.1BP网络的建立

7.4.2模袋混凝土相对动弹性模量预测

7.4.3模袋混凝土质量损失预测

7.5利用RBF网络预测模袋混凝土芯样抗冻性

7.5.1模袋混凝土相对动弹性模量预测

7.5.2模袋混凝土质量损失率预测

7.6本章小结

第8章孔结构分析试验研究

8.1试验概况

8.2孔结构分析

8.2.1气泡个数频数

8.2.2气泡平均半径

8.2.3气孔间距系数

8.2.4气泡比表面积

8.3本章小结

第9章模袋混凝土试验段检测及评估

9.1试验段实施背景

9.2试验段概述

9.3模袋混凝土试验段强度及抗冻性检测

9.3.1模袋混凝土试验段力学性能检测

9.3.2模袋混凝土试验段抗冻性检测

9.4冻融后微结构特征及机理分析

9.5模袋混凝土试验段评估

9.6本章小结

第10章结语

10.1结论

10.2展望

附录1利用BP神经网络预测模袋混凝土强度及抗冻性训练程序

附录2模袋混凝土强度预测训练样本数据

附录3模袋混凝土相对动弹性模量预测训练样本数据

附录4模袋混凝土质量损失率预测训练样本数据

参考文献 2100433B

本书考虑内蒙古河套灌区地域特征和气候环境，对模袋混凝土渠道衬砌在河套灌区的适应性展开了详细研究。对现役模袋混凝土衬砌渠道的力学性能和耐久性进行了系统全面的检测与评估，并深入探讨模袋混凝土的抗冻性机理。本书根据内蒙古河套灌区不同灌域的原材料特点，对模袋混凝土的配合比进行优化设计。研究5种不同粉煤灰掺量对模袋混凝土耐久性性能的影响规律，利用孔结构分析仪分析混凝土内部的微观孔隙结构特征，研究模袋混凝土在冻融循环作用下的内部损伤规律，结合实验室内混凝土冻融试验成果，探讨了模袋混凝土的抗冻耐久性机理。

渠道衬砌防冻是指防止渠道衬砌层因基土冻胀而遭受破坏的措施 。

渠道衬砌遭受破坏的特点，由于渠道断面各部位接受的阳光辐射不均勾, 渠衬砌层表面温度不同, 渠道衬砌断面各部位基土冻结深度和冻胀程度也不相同，一般渠底和明阴坡大于阳坡 。

渠道村砌防冻破坏的机理，在季节性冻土地区，细粒土壤中的水分在冬季负温条件下凝析成冰晶，体积膨胀.土壤体积也随之膨胀，地面隆起，这种现象称之为土壤的冻胀。土壤的冻胀程度取决于气温、土壤性质和土壤含水量3个条件。负温是土壤冻结的能源条件，负温高低影响冻胀的强弱。水分是冻结过程中最活跃的因素.只有在土壤含水量达到某一临界值后，土壤才可能发生冻胀，该临界值称为起始冻胀含水量。当渠道衬砌层承受不均匀冻胀时，更容易遭受破坏 。