混凝土重力坝筑坝材料的分区设计.doc

(完整word版)混凝土重力坝筑坝材料的分区设计(完整word版)混凝土重力坝筑坝材料的分区设计(完整word版)混凝土重力坝筑坝材料的分区设计混凝土重力坝筑坝材料的分区设计作者：李剑波指导教师：凤炜摘要：重力坝除要求材料有足够的强度外，还应根据大坝工作条件、地区气候等具体情况，分别满足耐久性（包括抗渗、抗冻、抗冲耐磨和抗侵蚀）和低热性等。根据混凝土重力坝不同部位的工作条件及受力条件，将坝体分区，选用不同强度等级和性能的混凝土，以节约和合理使用水泥.关键词：混凝土重力坝;碾压混凝土重力坝；坝体分区；分区设计前言混凝土重力坝是指用混凝土浇筑的，主要依靠坝体自重来抵抗上游水压力及其它外荷载并保持稳定的坝。由于混凝土所使用的胶凝材料主要为水泥，在我国水泥的生产走的是一条高能耗、高资源消耗、高污染的道路，是环境污染严重、生态破坏较大的行业之一;水泥的大量使用也会造成工程的成本增加；在大坝的某些部位,混凝土的材料强度也未能得到充分的使用;而水泥本身所具有的水化发热性质，也是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。面对这些问题，混凝土重力坝筑坝材料的分区设计也就应运而生。分区设计的主要目的是在保证大坝各项性能达到设计要求的情况下,减少水泥用量、降低工程投资、减少因水泥缺点产生的工程问题，达到既经济又环保的目的。正文重力坝除要求材料有足够的强度外，还应根据大坝工作条件、地区气候等具体情况,分别满足耐久性（包括抗渗、抗冻、抗冲耐磨和抗侵蚀）和低热性等.根据混凝土重力坝不同部位的工作条件及受力条件，将坝体分区，选用不同强度等级和性能的混凝土，以节约和合理使用水泥。一般可分为5个区，见图—1：图—1坝体混凝土分区图Ⅰ区：上游库水位及下游库水位以上坝体表层混凝土,主要受大气的影响,要求该层要有较高的抗冻性，耐久性.该区在大坝运行过程中常年处于干燥状态中，但因常与大气接触,要求该层要有较高的抗冻性、耐久性。该区混凝土的抗冻等级因大坝受阳光照射时间的的长短有阴面和阳面之分而不同，根据现行《DL-T5057—1999水工混凝土结构设计规范》（4。4.6）要求:混凝土的阳面部位，严寒地区年冻融循环次数大于100次的抗冻等级不低于F200，年冻融循环次数大于100次的抗冻等级不低于F150；寒冷地区抗冻等级不低于F200；温和地区抗冻等级不低于F50.混凝土的阴面部位，严寒地区抗冻等级不低于F200；寒冷地区抗冻等级不低于150；温和地区抗冻等级不低于F50。耐久性方面，根据现行《SL319-2005混凝土重力坝设计规范》(8。5.6）要求：严寒和寒冷地区混凝土最大水灰比不得大于0.55，温和地区混凝土最大水灰比不得大于0.60.Ⅱ区：上、下游水位变化区的坝体表层混凝土,既受水的作用也受大气的影响，要求该层有较高的抗冻和抗裂性.该区上、下游水位变化区的坝体表层混凝土，受水位变化的影响较多，在寒冷地区的冬季，冰冻对混凝土造成的破坏非常严重,所以对该区混凝土的抗冻性有严格的要求。根据现行《DL-T5057—1999水工混凝土结构设计规范》（4.4.6)要求，严寒地区年冻融循环次数大于100次的抗冻等级不低于F300，年冻融循环次数大于100次的抗冻等级不低于F200；寒冷地区年冻融循环次数大于100次的抗冻等级不低于F200，低于100次的不低于F150；温和地区抗冻等级不低于F50。根据现行《SL319-2005混凝土重力坝设计规范》（8.5.6）要求：严寒和寒冷地区混凝土最大水灰比不得大于0.45，温和地区混凝土最大水灰比不得大于0.50,在环境水有侵蚀性情况下,应选择抗侵蚀性能较好的水泥,水下混凝土的水灰比可减少0.05。Ⅲ区：上、下游最低水为以下坝体表层混凝土，受水的作用,要求该层有较高的强度和抗冻、抗裂性。该区混凝土因长年浸泡在水下，受水压力的作用，会产生大量的渗流，对坝体的安全稳定运行造成不利的影响。根据现行《DL-T5057-1999水工混凝土结构设计规范》（4。4.5）要求,大坝混凝土挡水面的抗渗等级应符合下列要求：H〈30，混凝土抗渗等级不得低于W4；H=30～70,混凝土抗渗等级不得低于W6；H=70～150,混凝土抗渗等级不得低于W8；H>150，混凝土抗渗等级不得低于W10;当结构表层设有专门可靠的防渗层时混凝土抗渗等级可适当降低，当处于严寒寒冷地区且水力梯度较大时其抗渗等级应按规定提高一个等级。根据现行《DL-T5057-1999水工混凝土结构设计规范》(4.4.6）要求，大坝混凝土挡水面的抗冻等级：在寒冷地区，混凝土抗冻等级也不得低于F50;在无抗冻要求的地区，混凝土抗冻等级也不宜低于F50.根据现行《SL319—2005混凝土重力坝设计规范》（8.5.6）要求：严寒和寒冷地区混凝土最大水灰比不得大于0.50,温和地区混凝土最大水灰比不得大于