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(guó)內(nèi)凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)的發(fā)展 1
1.1.2 國(guó)外凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)的發(fā)展 2
1.1.3 國(guó)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(guó)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(bǔ)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(cè)試方法綜述 19
第2章 新型單層凍結(jié)井壁溫度場(chǎng)研究 20
2.1 概述 20
2.2 溫度場(chǎng)方程 20
2.3 物理模擬研究 21
2.3.1 相似準(zhǔn)則的導(dǎo)出 21
2.3.2 原型參數(shù) 22
2.3.3 模化設(shè)計(jì) 23
2.3.4 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?23
2.3.5 試驗(yàn)系統(tǒng) 24
2.3.6 微膨脹高強(qiáng)混凝土的配制 26
2.3.7 試驗(yàn)規(guī)劃 28
2.3.8 試驗(yàn)過程 28
2.3.9 試驗(yàn)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(jiǎn)介 38
2.4.2 數(shù)值模擬研究中的幾個(gè)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(chǎng)及邊界條件 42
2.4.5 計(jì)算參數(shù)選取 42
2.4.6 計(jì)算方案 44
2.4.7 計(jì)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(chǎng)數(shù)值計(jì)算研究 70
3.1 概述 70
3.2 井壁溫度應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算研究 71
3.2.1 凍結(jié)壁對(duì)井壁約束的模擬 71
3.2.2 混凝土力學(xué)參數(shù)隨時(shí)間變化的模擬 71
3.2.3 數(shù)值計(jì)算模型 72
3.2.4 邊界條件 72
3.2.5 計(jì)算參數(shù) 73
3.2.6 計(jì)算方案 74
3.2.7 計(jì)算步驟 74
3.3 井壁混凝土膨脹應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算研究 75
3.3.1 混凝土膨脹模擬方法 75
3.3.2 數(shù)值計(jì)算模型 75
3.3.3 邊界條件 76
3.3.4 計(jì)算方案及計(jì)算參數(shù) 76
3.3.5 計(jì)算步驟 76
3.4 井壁混凝土溫度應(yīng)力場(chǎng)和膨脹應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算研究 77
3.5 計(jì)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(yàn)內(nèi)容及所用材料 94
4.2.2 試驗(yàn)規(guī)劃 95
4.2.3 試驗(yàn)步驟 95
4.2.4 試驗(yàn)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(yàn)內(nèi)容及所用材料 101
4.3.2 試驗(yàn)規(guī)劃 102
4.3.3 試驗(yàn)系統(tǒng) 102
4.3.4 試驗(yàn)步驟 103
4.3.5 試驗(yàn)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(píng)價(jià)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(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)方案 117
5.3.2 試驗(yàn)裝置及加載系統(tǒng) 117
5.3.3 試驗(yàn)量測(cè)系統(tǒng) 119
5.3.4 試驗(yàn)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集 119
5.3.5 試驗(yàn)步驟 119
5.3.6 試驗(yàn)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(zhǔn)則的推導(dǎo) 124
5.4.2 �；�設(shè)計(jì) 124
5.4.3 大型物理模擬模型試驗(yàn)系統(tǒng) 125
5.4.4 測(cè)試方法與量測(cè)系統(tǒng) 125
5.4.5 試驗(yàn)規(guī)劃 126
5.4.6 試驗(yàn)過程 126
5.4.7 試驗(yàn)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(chǎng)與溫度場(chǎng)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(xué)模型 138
6.2.2 混凝土的破壞準(zhǔn)則 139
6.2.3 基于不同強(qiáng)度準(zhǔn)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(zhǔn)則的導(dǎo)出 145
6.3.5 計(jì)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(duì)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(zhǔn)則的導(dǎo)出 182
6.4.2 原型參數(shù)及試驗(yàn)方案 183
6.4.3 �；�設(shè)計(jì) 183
6.4.4 模型試驗(yàn)系統(tǒng) 184
6.4.5 量測(cè)技術(shù) 185
6.4.6 試驗(yàn)準(zhǔn)備 187
6.4.7 試驗(yàn)結(jié)果分析 191
6.4.8 試驗(yàn)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(xiàn) 207