基于觀測數(shù)據(jù)的環(huán)錨預應力混凝土襯砌應力狀態(tài)分析.pdf

1、黃河小浪底排沙洞是我國首條采用無粘結雙圈環(huán)繞預應力混凝土襯砌這種結構形式的水工隧洞，這種新型結構比傳統(tǒng)有粘結預應力混凝土襯砌具有施工簡單，且同樣抗?jié)B防裂效果好的特點。在施工階段，小浪底排沙洞埋設了混凝土應變計、鋼筋計、無應力計、錨索測力計、測縫計、多點位移計、滲壓計等160只觀測儀器。小浪底排沙洞從1998年3月施工，1999年6月達到全部運行條件，使用至今已十余年。在這期間，埋設的觀測儀器采集了大量的觀測數(shù)據(jù)。本文結合小浪底排沙洞工程

2、，對錨索張拉階段的預應力效果和混凝土的徐變以及運行階段的溫度和內水壓力變化對混凝土襯砌的影響進行了研究。
　　 錨索張拉階段通過合理的建立錨索張拉程序和數(shù)據(jù)采集制度，將混凝土的彈性應變、混凝土的徐變、預應力損失造成的應變從實測總應變分離出來，從而分析混凝土中建立的預壓應力。運行階段通過對觀測數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計得到溫度和內水壓變化對混凝土襯砌的影響。
　　 研究結果表明：
　　 (1)錨索張拉階段，混凝土應變計測得的

3、總應變中，混凝土的徐變占彈性應變的20％～30％，所以在分析預應力效果時，不能直接使用混凝土應變計的測量數(shù)據(jù)。
　　 (2)混凝土的徐變變化近似的與應力和持荷時間成正比，即ε=aσt。但分析結果顯示其中系數(shù)α不是一個常數(shù)，而是與應力狀態(tài)和約束條件有關的一個變量。
　　 (3)錨索張拉完畢后，除錨具槽處以外，混凝土襯砌中建立了較為均勻的預壓應力。澆筑塊端部的預應力平均值為-8MPa，中部的平均值為-6.7MPa。相比較而言

4、，澆筑塊中部建立的預壓應力比澆筑塊端部建立的預壓應力更為均勻。
　　 (4)在排沙洞運行期間，混凝土中的壓應變和溫度壓應力隨著溫度的升高而增加，隨著溫度的降低而減小。此規(guī)律在澆筑塊的端部和襯砌的內側更為明顯。在分析時間段內，混凝土襯砌產生了最大-2.57MPa的溫度應力，所以應對溫度變化對結構的影響有足夠的重視。
　　 (5)在排沙洞運行期間，混凝土中的壓應變隨著水頭的增高而減小，隨著水頭的減小而增高。水頭變化對混凝土襯