水下隧道開裂混凝土滲透性研究.pdf

1、水下環(huán)境中隧道混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和服役壽命受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，隧道結(jié)構(gòu)因開裂引起的滲水病害已成為影響水下隧道耐久性問題的第一要素。本文依托浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(LY17E08004)，從水下隧道混凝土材料的性能出發(fā)，開展非飽和混凝土滲流特性的研究，通過試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對水下隧道承受壓力和混凝土裂縫的寬度、長度、深度等因素的定量控制，建立水下隧道開裂混凝土中物質(zhì)傳輸模型，進(jìn)行開裂混凝土中物質(zhì)傳輸過程的理論分析、數(shù)值模擬分析，揭示水下開裂混凝土中水

2、分滲流基本規(guī)律。本文的研究工作及得出的結(jié)論如下:
　　1.基于混凝土的滲流基本理論公式出發(fā)，分析在水壓力下完好和開裂混凝土中的水分運(yùn)動情況，考慮完好和開裂混凝土中水分滲透的影響因素，以飽和度為變量，展開隧道外側(cè)飽和與內(nèi)側(cè)非飽和狀態(tài)的水分傳輸模型研究。
　　2.基于沈家門隧道混凝土配合比，結(jié)合理論公式，設(shè)計(jì)滲透系數(shù)試驗(yàn)方案。試驗(yàn)結(jié)果表明:完好混凝土和開裂混凝土滲透系數(shù)與壓力大小無關(guān)，只與自身的性質(zhì)有關(guān)，但是開裂混凝土滲透系數(shù)還

3、與裂縫寬度、裂縫長度、裂縫深度等因素有關(guān)，并驗(yàn)證測得開裂混凝土中的滲透系數(shù)符合立方定律。
　　3.根據(jù)理論公式，設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)方案與裝置。試驗(yàn)結(jié)果表明:完好和開裂混凝土滲透深度與水壓力、飽和度和水灰比有關(guān)，但是開裂混凝土滲透深度還與裂縫寬度、裂縫長度以及裂縫深度有關(guān);水壓力大，完好和開裂混凝土水分運(yùn)動就越快，滲透深度就越大;飽和度越大，完好和開裂混凝土水分運(yùn)動就越慢，滲透深度就越小;水灰比大，完好和開裂混凝土水分運(yùn)動就越快，滲透深

4、度就越大;在同等條件下，裂縫寬度越大，開裂混凝土水分運(yùn)動就越快，滲透深度就越大;在同等條件下，裂縫長度越大，開裂混凝土水分運(yùn)動就越慢，滲透深度就越小;在同等條件下，裂縫深度越大，開裂混凝土水分運(yùn)動就越快，滲透深度就越大。
　　4.選用先進(jìn)的多孔介質(zhì)模擬軟件PetraSim，展開完好和開裂混凝土試塊建模仿真，分析水壓力、混凝土初始飽和度、裂縫寬度、裂縫長度、裂縫深度等因素對水下完好和開裂混凝土裂縫處水分傳輸?shù)挠绊?。飽和度輸出結(jié)果云圖