目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 井壁結(jié)構(gòu)研究綜述 1
1.1.1 國內(nèi)凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)的發(fā)展 1
1.1.2 國外凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)的發(fā)展 2
1.1.3 國內(nèi)外凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)形式 3
1.1.4 單層混凝土井壁開裂原因分析及防治措施 8
1.1.5 本書研究的新型單層凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu) 11
1.2 國內(nèi)外微膨脹高性能混凝土研究綜述 12
1.2.1 微膨脹混凝土補償收縮原理綜述 12
1.2.2 微膨脹高性能混凝土研究現(xiàn)狀 13
1.3 混凝土接茬界面結(jié)合問題研究綜述 14
1.3.1 新老混凝土界面結(jié)合問題研究現(xiàn)狀 14
1.3.2 新老混凝土界面裂縫滲水的原因 15
1.3.3 提高新老混凝土界面黏結(jié)性能的方法綜述 16
1.3.4 新老混凝土黏結(jié)性能測試方法綜述 19
第2章 新型單層凍結(jié)井壁溫度場研究 20
2.1 概述 20
2.2 溫度場方程 20
2.3 物理模擬研究 21
2.3.1 相似準則的導出 21
2.3.2 原型參數(shù) 22
2.3.3 模化設(shè)計 23
2.3.4 試驗?zāi)Ｐ?23
2.3.5 試驗系統(tǒng) 24
2.3.6 微膨脹高強混凝土的配制 26
2.3.7 試驗規(guī)劃 28
2.3.8 試驗過程 28
2.3.9 試驗結(jié)果分析 29
2.4 數(shù)值模擬研究 38
2.4.1 數(shù)值模擬軟件簡介 38
2.4.2 數(shù)值模擬研究中的幾個關(guān)鍵問題 39
2.4.3 數(shù)值模擬模型 41
2.4.4 初始溫度場及邊界條件 42
2.4.5 計算參數(shù)選取 42
2.4.6 計算方案 44
2.4.7 計算結(jié)果與分析 46
2.5 本章小結(jié) 68
第3章 新型單層凍結(jié)井壁溫度及膨脹應(yīng)力場數(shù)值計算研究 70
3.1 概述 70
3.2 井壁溫度應(yīng)力場的數(shù)值計算研究 71
3.2.1 凍結(jié)壁對井壁約束的模擬 71
3.2.2 混凝土力學參數(shù)隨時間變化的模擬 71
3.2.3 數(shù)值計算模型 72
3.2.4 邊界條件 72
3.2.5 計算參數(shù) 73
3.2.6 計算方案 74
3.2.7 計算步驟 74
3.3 井壁混凝土膨脹應(yīng)力場的數(shù)值計算研究 75
3.3.1 混凝土膨脹模擬方法 75
3.3.2 數(shù)值計算模型 75
3.3.3 邊界條件 76
3.3.4 計算方案及計算參數(shù) 76
3.3.5 計算步驟 76
3.4 井壁混凝土溫度應(yīng)力場和膨脹應(yīng)力場的數(shù)值計算研究 77
3.5 計算結(jié)果及分析 77
3.5.1 井壁徑向應(yīng)力的變化規(guī)律 77
3.5.2 井壁豎向應(yīng)力的變化規(guī)律 83
3.5.3 井壁切向應(yīng)力變化規(guī)律 89
3.6 本章小結(jié) 92
第4章 鋼板與混凝土黏結(jié)性能研究 94
4.1 概述 94
4.2 鋼板與混凝土黏結(jié)面的抗壓性能研究 94
4.2.1 試驗內(nèi)容及所用材料 94
4.2.2 試驗規(guī)劃 95
4.2.3 試驗步驟 95
4.2.4 試驗結(jié)果及分析 97
4.3 鋼板與混凝土黏結(jié)面的抗剪性能研究 101
4.3.1 試驗內(nèi)容及所用材料 101
4.3.2 試驗規(guī)劃 102
4.3.3 試驗系統(tǒng) 102
4.3.4 試驗步驟 103
4.3.5 試驗結(jié)果分析 104
第5章 新型單層凍結(jié)井壁抗?jié)B性能研究 114
5.1 現(xiàn)有評價方法 114
5.2 理論分析 115
5.3 混凝土本體及鋼板與混凝土黏結(jié)面的抗?jié)B性能研究 117
5.3.1 試驗內(nèi)容及試驗方案 117
5.3.2 試驗裝置及加載系統(tǒng) 117
5.3.3 試驗量測系統(tǒng) 119
5.3.4 試驗監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集 119
5.3.5 試驗步驟 119
5.3.6 試驗結(jié)果及分析 120
5.4 單層井壁抗?jié)B性能物理模擬研究 124
5.4.1 相似準則的推導 124
5.4.2 �；�設(shè)計 124
5.4.3 大型物理模擬模型試驗系統(tǒng) 125
5.4.4 測試方法與量測系統(tǒng) 125
5.4.5 試驗規(guī)劃 126
5.4.6 試驗過程 126
5.4.7 試驗結(jié)果及分析 127
5.5 井壁混凝土與接茬板黏結(jié)面滲流的數(shù)值模擬研究 129
5.5.1 概述 129
5.5.2 滲流場與溫度場的理論相似 130
5.5.3 數(shù)值模擬研究 132
5.6 本章小結(jié) 137
第6章 新型單層凍結(jié)井壁極限承載力研究 138
6.1 概述 138
6.2 理論分析 138
6.2.1 單層凍結(jié)井壁的力學模型 138
6.2.2 混凝土的破壞準則 139
6.2.3 基于不同強度準則的井壁環(huán)向極限承載力 140
6.3 數(shù)值模擬研究 143
6.3.1 ANSYS 的鋼筋混凝土模擬能力 143
6.3.2 有限元模型 144
6.3.3 模型參數(shù)與本構(gòu)方程的選取 145
6.3.4 相似準則的導出 145
6.3.5 計算參數(shù)取值范圍 146
6.3.6 類平面應(yīng)變條件下井壁極限承載力與其影響因素的關(guān)系 147
6.3.7 類廣義平面應(yīng)力條件下井壁極限承載力與其影響因素的關(guān)系 159
6.3.8 新型單層凍結(jié)井壁與普通鋼筋混凝土井壁極限承載力對比分析 176
6.3.9 典型參數(shù)情況下井壁在環(huán)向荷載作用下的變形與破壞規(guī)律 179
6.4 物理模擬研究 182
6.4.1 相似準則的導出 182
6.4.2 原型參數(shù)及試驗方案 183
6.4.3 模化設(shè)計 183
6.4.4 模型試驗系統(tǒng) 184
6.4.5 量測技術(shù) 185
6.4.6 試驗準備 187
6.4.7 試驗結(jié)果分析 191
6.4.8 試驗中存在的問題 202
6.5 本章小結(jié) 202
第7章 主要結(jié)論和展望 204
7.1 主要結(jié)論 204
7.2 存在問題及展望 205
參考文獻 207