带裂缝混凝土范文

带裂缝混凝土范文（精选10篇）

带裂缝混凝土 第1篇

随着建筑行业在国民经济中的支柱地位日渐凸显, 工程质量安全问题越来越多的成为社会关注的焦点。钢筋混凝土作为道路工程、桥梁工程和水利水电工程等领域最重要的结构材料之一, 由于本身非均质脆性的特质, 在载荷的作用下会出现裂缝。裂缝的产生会大大降低混凝土结构的性能, 其性能的改变会直接影响工程的质量和使用寿命。传统的混凝土裂缝修复方法对水下结构裂缝的修复有很大的局限性。所以, 寻找一个具有科学性、实际性、战略性的修复水下钢筋混凝土裂缝的方法是必要的。电化学沉积法[1]通过引用电化学机理, 巧妙的运用学科交叉把不利因素转化成可应用的条件, 为问题的解决开辟了一条崭新的途径。

目前, 国内外研究者在这一领域从电化学沉积法修复钢筋混凝土裂缝的可行性、修复效果的评价、试验方法研究等[2,3,4,5,6,7,8,9,10]方面开展了一系列的工作, 并取得了一定的理论研究成果。但是对电化学修复混凝土裂缝的微观机理等方面尚缺乏系统研究。

本文通过设定不同强度电流和不同浓度溶液的试验研究, 对比试验现象和质量变化的实验数据, 总结出电场的一般分布规律和修复过程中混凝土质量的变化, 为工程实践中的应用提供理论支持。

2 现有修复方法

现有的混凝土裂缝修补方法有表面处理法、灌浆法、填充法、结构加固法等[11,12]。

2.1 表面处理法

采用聚合物水泥膏、弹性涂膜防水材料及渗透性防水剂等, 涂抹于混凝土表面的裂缝, 以此来恢复结构的耐久性能和防水性能。这种方法适用于产生的裂缝对结构的强度影响不大, 但会使钢筋逐渐腐蚀且有损外表美观的裂缝的治理 (裂缝宽度一般小于0.2mm) 。用于表面处理法的涂层较薄, 涂覆材料应选用粘着力强且不宜老化的材料。对于活动性裂缝应采用延伸率较大的弹性材料。

表面处理法操作方便, 速度快, 但是对裂缝是处理只是停留在表面, 没有深入到裂缝的内部, 对裂缝的延伸起不到有效的防治作用, 而且我国还缺少耐久性能和防水性能性价比高的的涂抹材料。

2.2 灌浆法

利用液压、气压等, 将水泥浆液、树脂浆液或聚合物浆液等灌入混凝土裂缝内部, 达到修复结构整体性能、耐久性能和防水性能的目的, 适用于宽度较大 (裂缝宽度一般大于0.3mm) 、深度较深的裂缝, 尤其是受力裂缝。灌浆法按灌浆材料可以分为化学灌浆法和水泥灌浆法, 当裂缝的宽度小于2mm采用化学灌浆法, 具有粘度低、可灌性好、收缩小、粘结强度高以及恢复效果好等优点;当裂缝的宽度大于2mm时采用水泥灌浆法, 具有结石力学强度高、耐久性较好且无毒等优点。

灌浆法不损伤原有结构, 修补后防水性能和耐久性能效果好, 但是国内目前尚无定型的化学灌浆设备, 在一定程度上影响该技术的推广与普及。

2.3 填充法

沿结构裂缝将混凝土开凿成V型或U型槽, 之后嵌填各种修补材料, 达到恢复防水性能、耐久性能和部分恢复结构整体性能的目的, 适用于补救裂缝数量少且宽度较大的裂缝 (宽度一般大于0.5mm) 和钢筋腐蚀所产生的裂缝。填充法使用的嵌填材料视修补的目的而定, 有环氧树脂、环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。对于活动性裂缝, 应采用弹性较大的延伸性材料;对于腐蚀裂缝, 应先加宽、加深凿槽, 直至完全露出钢筋生锈的部位, 彻底除锈, 然后涂抹防锈涂料, 再填充聚合物水泥砂浆、环氧砂浆等。

填充法应用范围广, 从细微裂缝到大裂缝均可适用, 处理效果好, 但对结构有损伤, 像混凝土梁、电杆、轨枕这些物件不宜采用。

2.4 结构加固法

结构加固法是在结构裂缝四周或结构构件外部浇筑钢筋混凝土围套或包钢筋、型钢龙骨, 将结构构件箍紧, 以增加结构的构件受力面积, 提高结构的刚度和承载力。根据实际条件和使用要求分为加大截面加固法、置换混凝土加固法、预应力加固法、粘钢加固法等。

3 试验概况

试验原材料与混凝土配合比选用P.O32.5级普通硅酸盐水泥, 细骨料选用山东万泰建筑骨料有限公司生产的机制砂, 根据GB/T14684-2011《建筑用砂》[13]对机制砂的颗粒级配、表观密度、堆积密度、含泥量及石粉含量等性能指标进行了测试, 均满足规范要求。粗骨料取自实际工程现场, 按照GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》[14]的规定对碎石的颗粒级配、表观密度、堆积密度和含水率等进行了测试, 均满足规范。试验用求水为普通自来水。通过试验适配确定的最终配合比为水泥:砂:石子:水=1.00∶1.51∶2.47∶0.48。

试验采用70mm70mm210mm的长方体混凝土试块。将带裂缝的混凝土试件分为9组, 每组10个。采用不同浓度的Mg (NO3) 2溶液, 采用0~30V的可调直流稳压器作为外加电源, 形成闭合回路。将裸露在混凝土外面的钢筋及溶液中的钛棒, 分别接到直流电源的正负极上。向其通不同强度大小的电流。记录混凝土的修复过程, 对其修复进度进行评估, 随时调整观察频率。

4 结果与分析

4.1 电沉积试验溶液中电场的分布规律及离子运动规律

由图2、图3可看出, 试件在裂缝处优先出现沉积物。

由图4、图5可看出, 试件表面的沉积物在中间部分较为集中, 并逐渐向两边发展。

离子反应过程中的离子运动规律是受到电场力的作用运动到试件的表面和裂缝[15], 发生有沉积物生成的化学反应, 越靠近阴极的部分沉积密度越大, 说明电场强度的分布呈辐射状且由阳极到阴极不断增大。

4.2 电沉积试验混凝土试件质量变化情况

由图9可看出, 电沉积试验修复混凝土裂缝的各个时期, 各试件的总质量均存在不同程度的下降, 偏离试验的预期和理论。电沉积法修复混凝土裂缝过程中虽然在试件的表面和裂缝中有沉积物的生成, 然而试件的总质量还是减少的, 这也进一步证实了试块在进行电化学反应的过程中, 其他可能存在的化学反应是不可忽略的, 并且这些反应的存在还会使得试件质量的减少量大于生成沉积物的质量, 所以通过单一的对比反应前后的试块质量来衡量裂缝修复的效果和速率是不严谨的。

5 结论

(1) 通电电极尤其通电混凝土内部钢筋周围的电场分布存在一定的规律, 越靠近阴极电场强度越强, 且电场强度的分布呈辐射状且由阳极到阴极不断增大。

(2) 电化学修复钢筋混凝土裂缝的实验过程中, 由于一些不忽略的电迁移过程, 混凝土内部物质迁移到混凝土表面生成微溶性的硅酸盐和碳酸盐, 在整个修复过程中质量是减小的。

摘要：通过对带预制裂缝的钢筋混凝土试件进行电化学沉积试验, 研究在三种不同电流密度和三种不同电解质溶液浓度的工况下混凝土裂缝修复效果的变化规律。结果表明:电解质溶液中越接近钢筋的部分电场强度越强, 反应越剧烈, 沉淀首先出现在阴极附近;修复过程中, 混凝土的质量在不断的减小。

关键词：预制裂缝,电化学沉积,电场强度,质量

参考文献

带裂缝混凝土 第2篇

关键词：地铁 监测

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O8-0127-01

一、 监测内容

1.地铁隧道衬砌的监测

西安地铁二号线采用的是隧道分段衬砌穿越地裂缝带，穿越地裂缝带时地裂缝活动会使隧道衬砌产生垂直位移、水平张开位移以及挤压变形。因此可通过隧道分段接缝的相对位移变化监测，判断地裂缝活动对隧道衬砌的影响大小，进而采取合理的结构措施和调整方案。隧道的结构变形监测是本项目的工作重点。

2.轨道的变形监测

地裂缝的活动将引起轨道的纵向弯曲变形和横向扭曲变形，一般来讲，轨道的变形以纵向弯曲变形为主。轨道的弯曲变形引起的不平顺性将会直接导致高速列车的安全运行，甚至会引起严重的交通事故。主要针对活动性较为强烈的地裂缝地段的地铁二号线轨道进行变形监测，根据轨道变形的实测数据和沿线路纵向变化曲线，建立合理的力学模型可分析轨道结构的受力特征，进行合理的轨道调整。

二、 监测方案

1.拟采用的监测技术方法

考虑到西安地铁二号线穿越地裂缝带的工程结构变形监测的精度和自动化程度要求较高以及监测的长期性和系统性，本项目在西安地铁二号线沿线地裂缝地段的结构变形监测中拟采取先进的光纤传感全自动监测技术，两种光纤传感监测技术可供选择：一种为光纤光栅应变监测技术，另一种为分布式光纤应变监测技术。

（1）光纤Bragg光栅传感器（FBG）应变监测技术

该传感器是准分布式光纤传感器的一种，具有体积小、损耗低、灵敏度高、抗电磁干扰、电绝缘性好等优点，容易实现长距离多点监测。使用FBG裂缝位移计时，按传感器的类型，其最大量程有25mm、50mm、100mm、150mm、200mm 5种可选；其测量精度为全量程的0.1%，如选最大量程为200mm的裂缝位移计时，其精度为0.2mm。FBG应变监测主要适用于变形位置已大致确定，形变相对较大的裂缝等应变监测，将FBG传感器安装在裂缝位置，可以实现对裂缝或接缝的实时长期监测。

（2）分布式光纤应变监测技术

分布式光纤应变监测技术所用的监测光纤既是传感元件又是传输媒介，具有长距离、分布式测量的特点。应变监测的最大量程（测量应变）理论上为传感光纤长度的0.3%，其空间定位精度为5m，最大测量长度为20km，其测量精度为±100με。分布式光纤应变监测主要适用于获取线状变形的整体的概要信息，通过分布光纤对整条线或整个面的监测，利用其空间分辨率（5m），可以快速的发现发生应变或裂缝的位置，从而实现线或面的监测。通过分布式光纤发现裂缝后，再在裂缝位置安装FBG传感器，进行点的监测，可以实现由点到线、面的全方位的监测。

2.监测方案

（1）对隧道衬砌结构变形或应变的监测及实施方案

隧道衬砌结构的变形监测主要针对分段隧道之间的接缝（或节点）进行变形监测。根据用途和目的不同，光纤光栅（FBG）传感器有多种封装形式，常用的FBG传感器可分为表面固定式、埋入式和裂缝位移计三种，需根据监测环境的不同来选取适当的光纤光栅传感器。考虑到施工和安装更换的方便，在西安地铁二号线的隧道衬砌结构变形监测中拟采用表面固定式的光纤光栅（FBG）传感器。

（2）对轨道应变的监测及实施方案

对于轨道的变形监测主要针对Ⅰ、Ⅱ地裂缝地段，其监测长度即表1中的结构变形监测沿线路的长度。具体监测实施方案如下：

① 监测光纤铺设

分布式光纤监测技术是用光纤作为传感器，其用于监测变形时，是将光纤植入被监测体，使光纤与监测对象充分耦合，把测得光纤的变形作为监测体的变形。因此，监测质量的好坏很大一部分取决于监测光纤的铺设，监测光纤与监测对象的耦合程度。沿地铁线路方向，每隔1m在基础上打一固定卡子，卡子与基础充分结合，将光纤拉紧并粘结固定在卡子上。这样就可以使监测光纤与路基混凝土基础耦合在一起，而又基本不破坏基础的构成。当所有光纤铺设、粘结固定完成，经光时域反射计测试光纤铺设情况良好，最后用PVC管将沿线光纤保护起来。类似的，可在轨道侧面固定卡子，使光纤和轨道粘合在一起充分耦合，采用同样的保护办法进行变形监测。

②监测系统组成

监测系统由两部分组成，前端机和数据传输部分。前端机由分布式光纤应变监测系统和监测光纤组成；数据传输部分由GPRS传输模块、无线通信网络、数据接收机组成，在远程数据接收机上就可看到实时的监测数据和曲线。

③监控中心的数据存储及分析

监控中心只需要一台电脑并配备独立IP即可通过网络接收光纤光栅监测解调仪发送的数据，接收到数据后先存储进硬盘，然后再将数据存储进数据库，最后通过网站形式和数据接收软件从数据库中加载数据并显示接收到的数据（和图形），其流程和网页界面如图1所示。通过网站的形式来显示数据的优点在于：不仅在监控中心可以直接观测接收的数据，而且在远方的办公室里也可以通过网络直接观测接收的监测数据，并可将数据下载下来进行进一步的分析处理。

参考文献：

[1]西安地铁二号线穿越活动地裂缝带的结构变形监测方案报告

带裂缝混凝土 第3篇

1 建筑工程后浇带施工技术分析

1.1 建筑工程后浇带施工的概念

在建筑施工过程中, 建筑的设计长度与实际施工长度不一致的情况时有发生, 若处理不恰当, 就会导致建筑墙体极易出现裂缝, 从而引发严重的工程质量事故。但若使用后浇带施工技术就能有效的解决钢筋混凝土的沉降差以及对施工的结构裂缝进行弥补。因此, 后浇带施工技术即指在施工过程中为了防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均引发的有害裂缝的出现, 施工人员根据设计或施工规范的要求, 在墙体的相应位置设置好临时施工缝, 并将结构进行划分, 在一定时间后对划分好的结构进行浇捣混凝土, 从而有效的将各个结构连接成整体的一种施工措施。一般来说, 施工后浇带包括三类:其一是后浇沉降带, 它用于解决高层主体与底层裙房之间的差异沉降;其二是后浇收缩带, 这种后浇带是用于钢筋混凝土收缩变形的处理;其三是后浇温度带, 这是用于解决混凝土受到温度应力的影响[1]。

1.2 后浇带施工技术的作用

后浇带施工技术在建筑工程的顺利开展中起着至关重要的作用。它的设置具有解决建筑沉降差以及减小温度收缩影响的两大功能。

(1) 有效解决建筑物之间出现的沉降差问题。一般情况下, 我们所看到的高层建筑与裙房之间的结构、基础设计都是一个统一的整体, 很少出现单独的独栋成房。在具体的施工过程中, 高层建筑与裙房的建造是存在时间差的, 它们都是在不同的时间段进行浇筑入混凝土的, 这就使得当建筑的主体结构完成后, 高层建筑与裙房就会形成很大比例的沉降差。这时, 通过后浇带施工技术的使用, 用混凝土来实现浇筑, 就能有效解决沉降差这一问题, 起到了一个连接部分与整体的作用。

(2) 降低由于温差引起的收缩影响。在建筑工程的施工建设过程中, 混凝土结构极易受到温度的影响而产生一定的收缩, 从而导致热胀冷缩效果的出现。一般来说, 这种情况是发生在混凝土施工结束后的两个月内。由于混凝土结构在收缩过程中会受到一定程度上的约束, 这致使着建筑结构内部极易产生温度应力, 当内外温差变化较大时, 就会导致混凝土结构出现裂缝的现象。这时, 使用后浇带施工技术必不可少。后浇带技术的应用给混凝土结构提供了更加充足的空间, 这能有效降低混凝土收缩应力的影响, 减小混凝土结构发生裂缝的几率, 保护了建筑物的美观与稳定[2]。

2 建筑工程中后浇带施工的技术要点

2.1 设置合适的宽度与间距

要想保证整个建筑结构的稳定性和整体性, 在施工过程中, 设置好合适的宽度与间距是必不可少的举措。当对建筑工程进行设计时, 就应对后浇带的设计方案进行考虑, 结合建筑物沉降的实际情况, 确保后浇带的设置与设计方案相符合。另外, 在建筑工程的各个施工环节中, 应严格按照工程规定的具体参数开展工作。一般情况下, 在设计矩形结构建筑物的后浇带时, 为其所设置的间距应在30cm ~ 40cm之间, 为它设置的宽度则需按照建筑物本身的实际实施情况进行综合思考, 从而预留出最合适的施工宽度, 后浇带的宽度应在70cm ~ 100cm之间。由于后浇带施工处的梁板受力钢筋必须是贯通的, 这就使得后浇带施工预留的宽度与间距需结合梁板的跨度来进行综合考量, 只有这样, 才能促进建筑施工质量的不断提高。

2.2 设计合适的浇筑时间与温度

在后浇带的浇筑过程中, 施工人员应根据建筑工程设计要求的保留时间进行后浇带浇筑。一般情况下, 后浇带浇筑的保留时间是不低于2 个月, 因为混凝土结构的施工会在两个月后实现60%的收缩状态, 在这期间内进行后浇带的浇筑工作, 能够有效闭合混凝土建筑结构。但后浇带浇筑的保留时间也会随着施工季节和材料的不同而发生变化, 这就使得后浇带浇筑时间的确定应结合工程的实际施工情况、施工季节、施工材料来设计。同时, 适宜的浇筑温度也是影响后浇带浇筑效果的重要条件。合适浇筑温度的设置能保证新老混凝土能够充分结合, 不会产生裂缝。在通常情况下, 10℃左右是最佳的后浇带浇筑温度, 在这一温度下进行浇筑能有效减少不利因素的产生。

2.3 使用科学的后浇带防护措施

安全性是建筑工程施工中必须重视的问题。对于后浇带而言, 设计师应在封闭后浇带之前就应明确提出后浇带附近范围内不能堆放施工材料的要求, 并确定好施工的荷载范围以及要求施工人员建立起相应的临时支护。现阶段, 快拆体系模板是建筑工程中使用较多的施工措施。在这一模板的使用中, 后浇带周围的临时制度也是不可缺少的。施工人员应积极做好各类防护措施, 并提高自身应对紧急问题的能力, 防止拆除快拆体系模板时支撑移位、松动等不良情况造成的后浇带损坏现象的出现。通常情况下, 可以将模板覆盖在承台的上皮钢筋上, 让盖板的两边大于后浇带的宽度50cm左右就可以防止后浇带损坏现象的出现, 或者通过砌砖来实现地下室外墙竖向后浇带的保护等。

3 结束语

总而言之, 后浇带在建筑工程中的使用就是为了避免由于温度或收缩应力对钢筋混凝土结构造成不利现象, 也是建筑施工过程中不可缺少的重要环节。后浇带通过对裂缝问题的处理, 有效的促进整个建筑工程项目施工质量的提高, 并在解决由一系列原因引发的裂缝问题的基础上, 进一步完善了建筑工程的施工技术, 让施工人员熟练的掌握了后浇带施工技术的要点, 促进了建筑项目施工效益水平的不断提升。

摘要：随着我国建筑工程的不断进步与发展, 后浇带施工技术已被建筑领域所广泛使用。高质量的后浇带施工技术不仅能防止由于混凝土自身温度变化而引起的结构裂缝现象的出现, 还能有效提高建筑物的施工质量, 美化建筑物的外观构造和平面布局。本文从建筑工程后浇带的概念出发, 分析了在建筑工程中使用后浇带的重要作用, 并阐述了建筑工程后浇带施工的技术要点, 旨在加强施工人员对后浇带施工技术要求的了解, 确保后浇带的施工质量, 推动后浇带施工项目的顺利实施。

关键词：建筑工程,后浇带施工技术,作用,要点

参考文献

[1]黄尚辉.浅谈建筑工程后浇带施工技术要点及其注意事项[J].福建建材.2014 (06) .

公路混凝土裂缝探秘 第4篇

【关键词】公路；混凝土；裂缝

1.收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

1.1塑性收缩

发生在施工过程中、混凝土浇筑后4－5H左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水份急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量很大，可达1％左右。

1.2缩水收缩(干缩)

混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。

1.3自生收缩

自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也可以是负的(即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

1.4炭化收缩

大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50％左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

2.荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

2.1直接应用裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝

裂缝产生的原因有：

（1）施工阶段，不加限制地退房施工机具、材料：不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顾序，改变结构受力模式；不对结构做机器震动下的疲劳强度验算等。

（2）使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥：受车辆、船舶接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。

2.2次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝

裂缝产生的原因有：

（1）在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状况同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。

（2）桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛脚等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。

实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因，次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。

2.3温度变化引起的裂缝

温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：

（1）年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝。

（2）日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线性分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

（3）骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可能导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。

（4）水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土(厚度超过2.0m)浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，到使表面出现裂缝。

3.施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

3.1混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

3.2混凝土振捣不密实、不均匀出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3.3混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。

3.4混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

3.5混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

3.6混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

3.7施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

4.在实际施工中，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有

4.1水泥品种、标号及用量

矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥混凝土收缩性较低。

4.2水灰比

用水量越大。水灰比越高，混凝土收缩越大。

4.3外掺剂

外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

4.4养护方法

良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

4.5外界环境

大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。

4.6振捣方式及时间

机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5-15s／次为宜。

5.混凝土裂缝的处理方法

5.1表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法，表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的裂缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。

5.2填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm)，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用取开V型槽，然后作填充处理。

5.3灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

5.4结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。

5.5混凝土裂缝处理效果的检查

包括修补材料试验；钻芯取样试验；压水试验；压气试验等。

胜西低潜山带裂缝发育规律研究 第5篇

关键词：大民屯凹陷,潜山,裂缝

1 地质特征

胜西低潜山带位于大民屯凹陷静安堡鼻状构造的西侧, 是一个由太古界变质岩构成的低潜山带, 其上覆地层由下第三系房身泡组、沙河街组、东营组及上第三系和第四系组成, 缺失元古界、中生界和沙河街组二段。低潜山整体形态呈北东—南西的条带状展布, 潜山顶面现今构造形态总体上呈现出北高南低, 东高西低的“马鞍”状形态。在凹陷形成过程中, 基地构造运动形成的一系列北东、北西和近东西向断层将潜山基低切割成垒—堑相间的断块。

胜西低潜山条带主要岩性为混合花岗岩类、浅粒岩类、片麻岩类, 矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英及少量的微斜长石, 石英含量平均25.7%, 斜长石含量平均46.0%, 钾长石含量平均36.8%, 还有少量的黑云母和白云母。由于暗色矿物含量平均小于6%, 岩石刚性强, 易碎裂, 在构造应力作用下, 裂缝较为发育。该区裂缝的走向主要发育3个方向的裂缝, 其中以北东向的裂缝为主, 北西和近东西向的裂缝为辅, 宏观裂缝多为中、高角度缝, 裂缝开度为0.1-1.5mm, 裂缝孔隙度0.05%-1.10%。

2 裂缝的形成机制

胜西低潜山条带在基地形成后, 主要经历了印支运动、燕山运动、沙三—沙四期、东营期4次大构造运动。区域上, 中生代的印支运动主要表现为南北方向挤压的褶皱作用, 本区印支期的构造活动比较平静, 没有发生显著的构造变形。燕山运动在本区以挤压作用为主, 表现为北东走向的断层—褶皱作用, 这一阶段对本区潜山内幕构造的形成起决定性的作用, 新生代期间是整个大民屯凹陷的主体形成阶段, 表现为强烈的伸展裂陷作用。房身泡组—沙四—沙三段沉积时期表现为显著的差异隆升, 伸展方向主体为北西—南东方向, 潜山形态和轮廓主体在这一阶段形成。沙一段沉积以后表现为走滑构造作用, 走滑作用在东营晚期达到最强烈, 使潜山的边界断层产生反转。强烈的走滑构造变形容易造成对储层的重新改造, 从而形成裂缝或使裂缝重新张开。

东营期以来的走滑作用可以从走向、倾角与裂缝配套, 但东营期潜山断层的活动 (压扭反转) 主要局限于边界断层;燕山期的挤压作用从走向上可以与裂缝进行很好的配套, 但裂缝倾角配套的程度有限;燕山期—沙四—沙三期的伸展作用可以与裂缝倾角的配套程度很高, 与北东走向的裂缝配套, 但与北西走向的裂缝不能配套。所以从裂缝的走向和倾角与裂缝形成的构造期次配套关系来看, 该条带裂缝主要形成于燕山期的挤压作用和沙四—沙三时期的伸展作用, 东营期的走滑构造作用对裂缝进行了强烈的改造, 使之成为有效裂缝。

3 裂缝的影响因素

3.1 裂缝发育与深度的关系

裂缝的发育与深度关系较为密切, 根据该带试油和试采资料证实, 在潜山面到潜山面下300m范围内裂缝最为发育, 而在潜山面300m以下, 随着深度的增加, 总体体现出裂缝发育程度与深度成反比的关系。

3.2 裂缝发育与断层的关系

该带几乎所有井裂缝的发育都有如下的特征:大部分裂缝与断层的走向平行, 少部分裂缝与断层的走向垂直, 在断层附近裂缝较为发育, 是该潜山油藏油气的主要富集区。另外, 在断层的交叉、分枝及拐点部位多产生应力集中现象, 这些部位应力强度明显高于相邻地区, 也是裂缝最为发育的地区。

3.3 裂缝发育与岩性的关系

在相同构造应力作用下, 暗色矿物含量低的岩石容易产生裂缝成为储层。该带岩性主要为混合花岗岩类、浅粒岩类、片麻岩类等。该条带潜山产能与岩性的关系较大, 其中浅粒岩类和混合花岗岩类的暗色矿物含量一般小于6%, 裂缝最为发育;片麻岩类的暗色矿物一般在8%-12%, 裂缝发育一般;而角闪岩类和基性侵入岩类暗色矿物含量最高, 裂缝发育较差。

4 裂缝发育规律

胜西低潜山条带裂缝主要是伴随着印支运动、燕山运动、沙三—沙四期、东营期4次大的构造运动而产生, 其裂缝的发育程度与所处的深度、构造形态、断层、岩性密切相关。在沿潜山面下300m范围内, 在构造曲率变化大的部位, 暗色矿物含量少的岩性中, 沿着断层及断层交叉、分枝及拐点部位裂缝较为发育。

5 结语

5.1 胜西低潜山条带裂缝是伴随着4期大的构造运动产生, 其发育程度与所处的深度、构造形态、断层、岩性密切相关。

带裂缝混凝土 第6篇

近二十年来,国内外学者在水力劈裂室内试验方面进行了诸多探索。刘令瑶等人[7]进行了宽级配砾石土圆筒试样的水力劈裂试验研究,认为水力劈裂能否发生的主要因素是砾石含量的多少,当砾石含量小于等于15%时,将导致水力劈裂破坏。 曾开华[8,9]利用真三轴仪,设计了中心开孔长方形试件的水力劈裂试验,得出小主应力与中主应力对劈裂压力值的影响规律,显示水力劈裂实质是渐进拉裂破坏。Alfaro和Wong[10]在水力劈裂试验的试样中预制了竖直或水平裂缝,证实了水力劈裂为拉裂破坏的内在机制,并指出试样中的裂缝会降低初始劈裂压力,但不会改变裂缝的扩展方向。张辉[11]设计了厚壁圆筒水力劈裂试验,通过在土样中预设裂缝,证实了土体中存在的微裂缝或缺陷是其发生水力劈裂的原因。通过量测劈裂过程中试样的电导率变化,证实了水力劈裂破坏是土体局部塑形破坏后的渐进张拉破坏。张丙印、李娜等[12]研制了一种新型的用于探究水压力沿渗透弱面进入土体形成楔劈效应并诱导发生水力劈裂的试验设备。曹建建[13]对黏性土进行了水力劈裂试验和轴向压裂试验,表明水力劈裂发生后形成的劈裂面与小主应力的作用面平行,且劈裂破坏面受小主应力的控制。冯晓莹[14]通过直立土柱离心模型的试验方法,对心墙防渗体水力劈裂的发生条件和过程进行了相关研究,得出心墙发生水力劈裂的根本原因是由于坝壳对心墙拱作用而导致的心墙土压力小于外部的库水压力。

本文针对土石坝黏土心墙破坏机理的实际特点和物理机制,设计了带裂缝黏土试件的破坏机理试验,对心墙水力劈裂破坏过程进行了试验模拟,演示了其存在发生水力劈裂破坏的可能性。试验结果对黏土心墙坝体设计有一定的参考价值。

1带裂缝黏土心墙的破坏机理试验

试验通过水泵将具有一定水压的水流接入到改装的土壤渗透仪内,土样上端的透水石用碎石子替换,在土样的下端沿直径开一定尺寸的初始裂缝,进行带裂缝黏土心墙的破坏机理试验,观察土样在水压下的破坏过程。一定的水压用来模拟土石坝快速蓄水时受到的水压力,土样开的裂缝用来模拟心墙内部的初始缺陷,而碎石子则用来模拟心墙下游侧的反滤层。

1.1试验设备

试验设备主要为自行改装的渗透仪,包括水泵、水压调节开关、水压表和土壤渗透仪等部件。改装的渗透仪可以达到传统渗透仪无法达到的水压(可达1.2 MPa)。其原理是通过高强度的橡胶管与水泵的出水口相连(水泵可以产生4MPa的水压),得到高压力的水流,再通过水压调节开关、水压表等部件进入到土壤渗透仪内。这样渗透仪内的土样就可以在高压力水流下发生水力劈裂破坏。为保证仪器的密封性,对土壤渗透仪的进水部位和排水部位进行了加固改造,以满足试验的要求。试验设备如图1所示。

改装的土壤渗透仪结构组成参见图2。

1.2试验方案

试验土样取自临沂市蒙阴县东15km的云蒙湖(原岸堤水库)附近,与土石坝心墙用土基本一致。将试验用土粉碎过0.5 mm筛后配置18% 含水率的土样,静置后通过击实形成重塑土,用环刀(规格Φ1.8×40mm)制备试件。用直尺和美工刀在重塑土样表面开一定尺寸的初始裂缝,观察土样在一定水压下的破坏过程。为了便于观察土样在水流冲击下的破坏现象,也为了更真实地模拟土石坝黏土心墙的破坏过程,将渗透仪上部的透水石换成碎石子来填充,以模拟土石坝防渗体材料两侧的反滤层。碎石子填充物如图3所示。

1-机架;2-补水水箱;3-水泵;4-蓄水罐;5-分离器;6-传感器;7-水压操控面板;8-出水管;9-阀门;10-金属连接管;11-电源线;12-支座;13-水压调节开关;14-三通部件;15-水压表;16-高强度橡胶管;17-套筒;18-上盖;19-下盖;20-进水管;21-出水管;22-排气管;23-止水夹;24-紧固螺栓

将制备好的环刀土样装入到改装的渗透仪内,按图2连接好设备,检查各构件连接部位的气密性,并排出渗透仪内部的气体。关闭阀门和水压调节开关,启动水泵开关,待储水罐内的水压提高到较高状态(0.6 MPa左右)后关闭水泵开关,水压值通过水压操控面板上的液晶显示屏读出。打开阀门,观察与水压调节开关相连的水压表,调节水压开关,使水压表读数匀速上升,及时观察水压表变化及渗透仪出水管的出水情况。重复上述试验过程,观察试验现象,记录土样破坏时达到的水压峰值。

2试验结果分析

2.1初始裂缝尺寸对土样水力破坏影响分析

为了便于对比,试验中进行水力破坏的土样有3种,即未开初始裂缝的土样、初始裂缝分别为长20mm宽1 mm深20 mm和长20mm宽2mm深20mm的土样。试验结果表明,未开初始裂缝和初始裂缝为长20mm宽1mm深20mm的土样水力破坏结果基本相同,渗透通道都是沿着土样与环刀的接触部分形成,初始裂缝对渗透通道的形成位置没有显著影响。宽度1mm的裂缝未对土样破坏产生影响的原因是,水流浸入土样时,土样是一个吸水饱和的过程,土体膨胀,将初始裂缝逐渐闭合,参见图4。试验后土样的初始裂缝已经完全闭合。从机理上讲,土样裂缝闭合是由于其本身的水理性造成的[16]。土颗粒表面带负电荷,负电荷吸引孔隙水中的水化阳离子形成水膜,使土粒水化。当土体内部出现临空面如裂缝时,因为裂缝的外力为零,浸水后紧靠临空面的土颗粒及其吸附于周围的阳离子会充分水化,导致水化水膜的厚度达到最大,从而使扩散层厚度加大,颗粒间的距离增大,相互的黏结力消弱。最后甚至被水膜完全破坏,土体由膨胀发展到崩塌,此时若裂缝的宽度较小,就会表现为宏观的闭合。

初始裂缝为长20mm宽2mm深20mm的土样发生破坏情况则与前面两种土样不同,水流先从裂缝进入到土样内部, 到达裂缝顶端后没有继续向上扩展,而是沿着水平面横向扩展。初始裂缝在水流的冲击下尺寸增大,参见图5。最后水流在裂缝顶端所处位置形成一个近似水平的贯穿面。土样以这个水平贯穿面为分界面,分成了上下两部分,参见图6。水流进入裂缝到达顶端后,没有沿竖向继续扩展,而是沿水平面横向扩展,这与土样的制备过程有很大关系。水力劈裂的路径往往是发生在土体的最薄弱处,如土体的不连续处。圆柱土样在试验室内都是竖向分层击实的,因此水平向土层间连接处是较薄弱环节,水流会沿着这一薄弱面扩展,进而贯穿整个平面。此时土样的下半部分已经失去了防渗体的功能,水流直接冲击土样的上半部分,上半部分的破坏与前面不开裂缝的情况相同, 水流会沿着土样与环刀的接触面形成渗透通道。

2.2土样上部碎石子对水力劈裂破坏的影响

碎石子对土样能否发生水力劈裂破坏有很大的影响。在大部分情况中,在高水压(0.17~0.33 MPa)的作用下土样中的土颗粒会从碎石子的缝隙中流出,使缺陷进一步扩展,并最终导致土样发生水力劈裂破坏。而另一些情况下,土样在较高的水头(1.0 MPa左右)下,仍然无法发生水力劈裂破坏。试验中对土样重复进行多次水力冲击,提高到更高的水头,都无法使其破坏。试验后的土样照片如图7所示。

图7(a)为试验后土样上表面的实际情况,可以看出,渗透仪上部碎石子间的缝隙已经被土颗粒填充。土颗粒与碎石子被挤压得相当致密,想要把碎石子分离开相当不容易。将碎石子取出后如图7(b)所示,土样的上表面被挤压得相当紧密。

当高压水流从底部通过土样时,会给土样一个较大的冲击力,该冲击力直接将土样垂直往上顶。土样中的一些土颗粒会随着水流冲出,并进入到碎石子填充物内,碎石子间的缝隙逐渐被土颗粒填满,并挤密,使碎石子和填隙黏土成为一个致密的整体,这其实就是形成了一个隔水层,防止了水力劈裂破坏的发生,而碎石子则起到了实际工程中反滤层的作用。之后无论再给土样加多大水压,土样都无法被破坏掉,碎石子起到的反滤作用十分明显。这个现象也印证了土石坝下游侧反滤层在预防水力劈裂破坏方面的有效作用。

实际工程中在心墙两侧均设置了反滤层,在土石坝心墙上游侧设置反滤层的目的是减小水流对心墙的冲刷作用,降低水流冲击速度,对防止裂缝冲刷有一定的辅助作用,并没有滤土功能,不能保证下游侧的心墙土颗粒不被冲走,它的等效粒径可稍粗于下游面反滤层的等效粒径[16]。而下游侧的反滤层则在防止裂缝冲刷破坏方面起到了主要作用,其一般功能是滤土和排水,而在防渗体破坏后其功能则是滤土和限制流速。滤土可以保证裂缝不至于继续扩展,而限制流速则降低了水流冲刷速度,在一定程度上也降低了防渗体破坏的可能性。反滤层的上述功能在降低土样冲刷破坏可能性的同时,也为土样裂缝吸水闭合提供了时间。实际工程中反滤层的颗粒级配对于反滤层能否起到良好的防护作用有很大的影响,相关人员在此方面也做了一些试验研究[15,16]。

2.3土样破坏的水压峰值分析

通过改变击实次数和含水量可以控制重塑土样的孔隙比和饱和度。得到孔隙比与水力劈裂峰值的关系曲线及孔隙比与饱和度的关系曲线,参见图8和图9。

从图8中可以看出,土样发生水力劈裂的水压峰值与孔隙比呈负相关关系,即孔隙比越大,土样发生水力劈裂破坏时需要的水压力值越小。这是因为土样的孔隙比越大,其本身就越疏松,存在较大裂缝的可能性也就越大,且较大的孔隙为之后土颗粒的冲刷流失提供了通道,从而使得土样在较低的压力值下就发生水力劈裂破坏。这说明了土样孔隙比对发生水力劈裂所需的水压力值影响较大。

从图9可以看出,孔隙比与饱和度也呈负相关关系。所有土样均按照18%含水率进行制备,通过改变击实次数来控制孔隙比。击实次数越多,孔隙比越小,而在含水量一定的条件下, 孔隙比越小,饱和度越高。

2.4总体试验结果分析

试验总体出现了两种结果,即土样在一定的水头下被冲坏,并伴随着渗透仪出水管有浑浊的泥水流出;或土样在较高的水头(1.0 MPa左右)下,仍然无法发生水力劈裂破坏,这主要是由于土样上部碎石子的反滤作用造成的,详见2.2中关于碎石子对水力劈裂破坏影响的分析。试验中土样发生水力劈裂破坏的情形较多,破坏后的土样如图10所示。通过图10可以看出,所有土样的破坏都发生在其外侧,即土样与环刀的接触面,此接触面即为发生水力破坏的薄弱面。土样外侧形成的破坏通道有两种,一种是不规则的折线形,图10(a)、(b),另一种是竖向的直线型,图10(c)、(d)。土样在形成破坏通道时,水流会沿最薄弱的破坏面进行运动,当其遇到致密的土壤后,会沿着周围较为疏松的方向继续扩展,因此出现了图10(a)、(b) 的折线形通道。

当土样致密程度无太大差别时,土样中水流便会沿着最短的路径,即垂直的直线进行扩展,直到完全打通,如图10(c)、 (d)。裂缝扩展的方向与水压力的方向是一致的。此破坏现象说明了土石坝在水库快速蓄水时存在黏土心墙发生击穿破坏的可能性。

2.5试验设备误差分析

本文设计的水力劈裂设备结构简单,可操作性强。但与此同时,试验中发生水力劈裂破坏的土样处于平面应力状态,这与实际工程中的处于三向应力状态下的黏土心墙是有差别的, 因此有必要对设备带来的误差影响进行分析。

在实际工程中,黏土心墙会有“拱效应”产生,拱效应是由于坝壳与心墙的刚度不同引起的,其结果会导致心墙的竖向应力降低,从而可能引起心墙产生水平向的裂缝。但许多工程的数值分析和现场监测表明,除心墙狭窄且直立的情况外,土石坝中的拱效应还不足以导致心墙的竖向应力为零或负值(即出现拉应力)[3]。所以心墙裂缝主要还是由于其施工期的初始缺陷和运营期的不均匀沉降导致的,但心墙竖向应力的降低仍会增加土样产生裂缝的可能,因而拱效应仍是诱导裂缝产生的不利因素。本试验土样的水力劈裂破坏是在平面应力状态下发生的,其实相当于实际心墙竖向应力为零的情况,因而属于工程中的较不利情况,土样在没有第三方向压力的情况下是较容易发生裂缝扩展破坏的。

3结论

本试验作为一个模拟实验,演示了土石坝黏土心墙存在发生水力劈裂破坏的可能性,土体中的土颗粒被一定压力的水流冲出,通过碎石子层流向外部,最终在土体中形成了一条明显的渗透通道。水力劈裂的破坏通道通常发生在土体的最薄弱环节,如土体的不连续处。可以预想,在实际土石坝内,有可能会出现若干类似的渗透通道,在长时间的水流作用下,形成的破坏通道会逐渐增大,这可能会导致坝体出现破坏等严重后果。 在颗粒级配良好的情况下,防渗体两侧的碎石反滤层可以起到很好的防渗作用。土样的孔隙比会对水力劈裂水压峰值的大小产生较大影响。黏土心墙内部初始缺陷的尺寸会对其之后可能的破坏产生重要影响。当初始缺陷尺寸较小时,在水流作用下, 其裂缝可能会闭合,此时防渗体是有效的;而尺寸较大时,则可能会成为水流冲击的通道,继而导致防渗体失效而破坏。

本研究的结论,可以为实际坝体设计与施工提供一些参考价值。具体如下:

(1)应改进施工工艺,尽量避免心墙填筑过程中产生较多的初始缺陷和薄弱环节,并保证土体的整体性与连续性,从源头上减少形成水力劈裂渗透通道的可能性。

(2)在水库蓄水初期,蓄水速度不宜过快,一定的蓄水时间可以使心墙土体吸水饱和,这可以促使一部分裂缝闭合,从而避免这部分裂缝发生水力劈裂。

(3)要重视心墙两侧反滤层的设置,颗粒级配要合理配置才能起到最好的效果。

摘要：针对土石坝黏土心墙破坏机理的实际特点和物理机制,根据实际工程中黏土心墙所处的应力状态和应力路径的变化,设计了带裂缝黏土心墙的破坏机理试验,探究了裂缝宽度、水压力及反滤层对黏土心墙水力劈裂破坏的影响。结果表明,宽度较小的裂缝在浸水后会闭合,而宽度较大的裂缝则有可能成为土样水力劈裂破坏的通道;一定大小的水压力和加载速率是水力劈裂发生的必要条件;反滤层对于预防水力劈裂破坏的发生具有积极的作用。试验结果对黏土心墙坝体设计有一定的参考价值。

带裂缝混凝土 第7篇

关键词：主楼,裙楼,超长结构,后浇带,裂缝

1 工程概况

某18层住宅楼, 地下室与车库相连, 住宅为剪力墙结构, 地下车库为框架结构, 主楼采用1m厚筏板基础, 地下车库采用独立基础加防水板。主楼上部两单元之间设置一道变形缝, 正负零以下与地下室连为一体, 未设缝;地下室顶板250厚, 混凝土强度等级C30 (商品混凝土) , 双层双向配筋, 顶板上有1米厚覆土。工程于2009年9月结构封顶, 2009年11月封闭所有后浇带, 封闭一个月后下雨时地下室顶板漏水发现裂缝, 上部覆土尚未施工。经现场察勘裂缝宽度在0.1~0.2mm左右。平面简图及后浇带设置如图1。

2 裂缝原因分析

针对出现的裂缝, 设计院多次会同监理、施工等部门进行实地查勘。裂缝位于地下车库顶板中部与长度方向垂直, 主楼部分地下室顶板未发现裂缝。从裂缝开展的方向上首先排除主楼与车库荷载相差较大造成的地基不均匀沉降, 复查地质报告并进行了沉降观测排除左右地基不均匀沉降的可能。因而根据上述裂缝状况并结合其成因作了如下分析:

2.1 温度裂缝。

本工程裂缝在后浇带封闭后才出现, 后浇带封闭后结构超长, 地下室顶板覆土尚未施工, 混凝土暴露在室外, 加之下雨气温骤降, 混凝土收缩应力引起裂缝。而主楼部分因地下室顶板上下温差变化不大, 故未出现裂缝。

2.2 施工冷缝。

在与施工单位交流中, 了解到在混凝土浇筑过程中, 前后浇筑未能连续, 可能前浇筑混凝土在已经快接近初凝状态时, 后浇筑混凝土才继续浇筑, 使前后混凝土链接处出现一个软弱的结合面, 在上述温度收缩应力作用下首先在该部位出现裂缝。

3 裂缝的防治

施工过程中混凝土浇筑分段应与后浇带重合, 伸缩后浇带宜在60天后封闭。在此期间“早期温差”及至少30%收缩都已完成, 如无外界条件变化, 一般结构将处于裂缝稳定期, 出现裂缝概率很小。然而当结构养护不良、回填不及时、遇有风吹曝晒、急剧降温等不利因素时, 都有可能随时引起裂缝。因此地下车库等建筑在后浇带封闭过后, 应及时回填土;露天的建筑物应及时做好保温隔热措施, 减小外界条件变化的不利因素。

结束语

对于上述出现的一些非结构性裂缝现象, 经分析研究, 找出原因, 对症下药, 施工时采取一些防治措施, 不断提高施工技术和不断积累施工经验, 就可以收到一定的效果。

带裂缝混凝土 第8篇

(1) 通过地质雷达法初步确定矿区采场的大型节裂隙的走向、倾角、延伸长度、深度等构造形态信息。

(2) 通过综合物探确定边坡断层、裂缝破碎带的分布范围和发育情况。

(3) 探索适用露天矿地质勘查的物探方法。

1 地质雷达探测方法

1.1 测网或测线的布置

探测之前先进行测线或三维测网的布置。测线布置的合理性直接影响最终探测效果。

(1) 测线的方向。在目的体走向清楚的情况下, 测线应垂直目的体的走向。若目的体走向未知, 应进行三维测网的布置。

(2) 测点点距或网格大小。测点点距与地质体的规模大小有关。地质体较小, 点距相应地减小, 以保证合适的分辨率。

(3) 线距。线距的大小与地质体走向方向的变化相关。

1.2 测量参数

参数选择是否合适对测量的效果有直接影响。在探测中, 比较重要的测量参数主要有:

(1) 天线中心频率选择。天线中心频率与目的体的埋深有很大关系, 目的体埋深较大, 应选择中心频率较低的天线;反之, 则选择中心频率较高的天线。总之, 应确保在目的体最大深度之内时尽量使用中心频率相对大的天线, 以确保得到较高的分辨率。

(2) 时窗选择。时窗与两方面因素相关, 其一是目的体最大探测深度, 其二是电磁波在地质体中的传播速度。

(3) 采样率选择。根据尼奎斯特 (Nyquist) 采样定律, 采样率至少应保证接收的电磁波中最高频率的2倍。采样率过小会使数据失真, 采样率过大, 会大大增加数据量[1]。对于地质雷达而言, 频带与中心频率之比为1∶1, 即发射脉冲能量覆盖的范围为0.5~1.5倍中心频率。也就是说反射波的最高频率约为中心频率的1.5倍, 按Nyquist定律, 采样速率至少要达到天线中心频率的3倍。为使得记录波形更加完美, Annan建议采样率为天线中心频率的6倍。

(4) 测点点距选择。测点点距主要取决于天线中心频率和地质体介电常数。

(5) 天线间距选择。天线间距太小将会无法接收到倾角较大地层的反射波。天线距离过大, 采集效率将会降低, 同时垂向分辨率也会降低。

1.3 探测方法

在其探测工作中, 探测方法有剖面法、宽角法、共中心点法、透射波法、多天线法等等。剖面法是其最常用的探测方法, 是利用发射天线和接收天线以等距离的方式一起沿测线同步移动。共中心点法是发射天线和接收天线相对中心点向两侧以等间隔移动, 每次测得的信息是反映的中心点的地质信息, 此种方法常常用于测定地质体电磁波传播速度。宽角法是发射天线保持不动, 接收天线以等间距沿测线方向移动。透射波法和多天线法使用较少, 这里不再阐述。

2 地质雷达数据推断与解释

地质雷达数据解释是将地质雷达数据处理成果解译为地质语言或相对应的地质现象。在地质雷达数据解释中, 我们常要运用波动力学知识、地质知识、地表露头信息、工程地质测绘信息综合考虑, 确定地下地质体异常情况。地质解释是一项非常细致、烦琐的工作。在进行数据解释之前, 需先了解研究区和相邻区地质、钻井、工程地质测绘等相关地质资料, 确定好地质解释原则和解释步骤[2]。在地质雷达数据解释过程中重点注意相邻记录道同一界面反射波同相轴波形特征相似, 即具有同相性、相似性。

对采集的地质雷达数据进行振幅恢复、去噪、偏移、属性提取等精细处理后, 基本能真实反映地下地质界面的空间形态。本文选取了工区多个典型地质雷达剖面进行了分析。

中东坑采场小褶皱发育, 给爆破带来很大难度。在一些褶皱发育区, 往往造成爆破效果难尽如人意, 大块率较高, 一直是困扰石宝铁矿爆破人员的心头病。从桩号34m~45m之间, 深度2m~5m处出现一十分明显的小褶皱构造。在桩号0~14m之间, 同相轴连续性较好, 倾角较缓, 绕射波不发育, 此区域岩体完整性较好, 裂缝不发育。在42m到50m之间同相轴连续性较差, 绕射发育, 此区域岩体完整性较差, 裂缝发育。

石宝铁矿西坑北部主要为石英岩分布区, 岩体力学强度较高, 完整性较好, 但是此区域岩脉出露较多。图1为现场拍摄的边坡露头照片, 三维地质雷达测线布置在此露头下面一级台阶, 两者相距很近, 因此边坡露头信息可作为一定的借鉴。从照片中可以看出此段边坡发育三条较大的岩脉, 其中两条向右倾斜, 一条向左倾斜, 与两侧围岩区别十分明显, 表面由于风化呈浅红色, 宽度20cm左右, 倾角30°左右[3]。其中图2地质雷达测线与露头方向正好相反, 此地质雷达测线成果是经过希尔伯特变换得来的, 但受场地地形条件的限制, 其东、北、西三面均有边坡遮挡, 地质雷达发射的电磁波经空气传播经过边坡岩体时形成墙体反射, 对整个数据剖面的质量造成较大的影响。在对原始地质雷达数据经过振幅恢复、滤波处理、希尔伯特变换后, 由岩脉形成的倾斜反射波信息得以刻画和增强。在地质雷达剖面深度5m内可以清晰地看到多条倾斜同相轴, 反射能量较强, 同相轴较为清晰, 倾角较缓, 与上部岩脉露头产状相似, 因此推断此缓倾斜同相轴为岩脉反射。图3和图4分别为此区域X方向和Y方向的地质雷达测线剖面, 从不同方向反映了岩脉的变化。因此, 我们可以看出在露天矿进行岩脉的探测是切实可行的[4]。

综上所述, 露天矿典型地质雷达特征如下:

(1) 裂缝地质雷达特征。岩体界面里的裂缝由于常充填空气或泥, 造成了裂缝与周围完整岩石间存在介电差异, 这为我们探测岩体的裂缝提供了理论基础。在岩体裂缝地质雷达图像, 同相轴反射能量较强, 绕射波发育, 特别是经过偏移处理后在地质雷达图像上较好区分。

(2) 软硬岩地质雷达特征。露天矿区软硬岩的交替变化也极大地影响了矿山的爆破效果, 石宝铁矿石英岩属于典型的硬岩, 地质雷达波反射能量强吸收小, 石英岩中的裂缝常表现为强反射。角闪岩属于相对软岩, 地质雷达波反射能量较弱, 吸收作用较强, 常表现为阴影区。

岩脉地质雷达特征。矿区里面一些岩脉一定程度上影响了边坡的稳定性, 岩脉相对围岩其岩石物理性质差异较大, 在地质雷达中反射振幅强, 同相轴清晰。

3 结论

在石宝铁矿物探勘查中, 根据探测地质体及现场施工情况通过采用地质雷达法探测裂隙、破碎带的发育程度, 取得了较好的效果, 为露天矿边坡防治和提高爆破效果提供了一种新的技术方法, 使岩体裂隙的探测准确度和效率大大提高, 有益于边坡无损检测和爆破裂隙探测达到经济高效无损的目的。

物探的应用效果受现场场地和施工情况影响。由于露天矿边坡勘察区地表地质条件差, 施工条件复杂, 只能沿各平台根据现场场地情况布置勘探测线, 无法布置大面积三维测网, 而且部分地区由于现场条件的限制无法进行施工, 造成局部数据缺失, 影响最终的三维数据体插值, 造成局部地区数据体综合解释的可信度降低。

由于时间和精力有限, 在地质雷达数据采集和处理中, 存在许多问题和不足:

(1) 露天边坡有其独特性:人工开挖多, 边坡处露头出露较好, 便于将物探成果和现场露头实测结果进行对比分析和校正。

(2) 露天矿干扰源多, 在物探施工中需避开干扰源或在室内针对干扰源进行针对性处理以去伪存真。

(3) 地表多为岩石直接出露, 施工条件差, 物探采集时需注意仪器与地表的耦合性。

摘要：露天矿裂缝破碎带对于矿区边坡安全和采场爆破效果好坏息息相关, 特别是随着开采深度的加大, 边坡应力将更为集中。石宝铁矿软硬岩交互, 构造较复杂, 节理裂隙发育, 断层破碎带和岩脉较多且出露宽度大, 对台阶边坡稳定和采场爆破不利, 迫切需要对采场裂隙、断层破碎带等断裂构造发育进行详细调查, 这对于矿山今后的地质勘查和边坡治理很有意义。

关键词：地质雷达,露天矿,裂缝破碎带

参考文献

[1]陈义群, 肖柏勋.论探地雷达现状与发展[J].工程地球物理学报, 2005, 2 (2) :149-155.

[2]王鹏禹, 李磊.地质雷达检测技术在工程地质裂缝探测调查中的应用[J].水利技术监督, 2011, 19 (6) :54-57.

[3]彭晓波, 等.P波方位AVO在煤层裂缝探测中的应用[J].物探化探计算技术, 2005, 24 (16) :2960-2965.

混凝土地面裂缝的预防 第9篇

1、混凝土的初始缺陷及危害

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加剂混合而成的非均质脆性材料。在混凝土施工中,由于施工操作不当、本身变形、多余水分蒸发和承受约束等一系列原因,硬化成形的混凝土中会存在着大量的微孔隙、微气穴和微裂缝,通常把混凝土的这种特性称作混凝土的初始缺陷。客观的说,微裂缝通常是一种无害裂缝不会影响混凝土的承重、防渗及其他使用功能。但是混凝土抗拉强度较低,特别是在混凝土硬化早期抗拉强度更低,当混凝土受到拉应力作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通最终形成可见裂缝,会对混凝土结构产生非常不利的影响。

2、早期非荷载裂缝的种类及成因

2.1干缩裂缝

在混凝土硬化过程中,由于水泥水化物的体积比原来物质的体积小,加上游离水的蒸发使水泥凝胶体失水而紧缩,随着混凝土体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时就会产生干缩裂缝。另外,混凝土表面水分挥发较大体积收缩也大,但是内部湿度变化小体积收缩也小,造成混凝土内外不均匀收缩,也会加剧混凝土表面的干裂。混凝土的这种硬化收缩的特性会使混凝土更加密实,与钢筋之间的握裹更牢固,但过大的收缩就会使混凝土产生干缩裂缝。

2.2温度裂缝

受外部环境温度的影响,混凝土在硬化过程中表面温度降低较快体积收缩快。由于水化放热使混凝土内部聚集了较多的热量,具有较高的温度体积收缩较慢,加之混凝土又是热的不良导体就会造成混凝土内外温差较大,产生较大的不均匀收缩。这种不均匀收缩使混凝土表面产生拉应力,当拉应力大于当时的混凝土抗拉强度时就会使混凝土产生温度裂缝。

2.3沉降裂缝

混凝土浇筑后水泥和骨料会下沉,同时引起泌水,当粗骨料遇到钢筋、预埋件、大的粗骨料的局部约束或阻挡,或相邻之间产生过大沉降时,形成混凝土局部竖向体积缩小,使该处产生较大的拉应力或剪应力则会形成裂缝,这种在水泥和骨料沉降过程中发生的裂缝就称为沉降裂缝。沉降裂缝一般在浇筑后1～3小时产生,属硬化前裂缝,发现后应迅速进行处理。可重新加压抹平使裂缝闭合,能达到一定效果。

2.4其他原因裂缝

地面混凝土早期非荷载裂缝产生的内因与外部条件非常复杂,除了以上所分析的原因,还有材料、管理和施工不规范等原因,我们将这些原因造成的裂缝统称为其他原因裂缝。主要现归纳如下。

(1)碱骨料反应:混凝土的粗骨料中夹杂着活性氧化硅时,如果混凝土所用的水泥又含有较多的碱就可能发生碱骨料反应,在骨料表面会生成一种复杂的碱——硅酸凝胶。这种凝胶具有吸水无限膨胀性,由于凝胶被混凝土包围,当凝胶吸水膨胀时会把混凝土胀裂形成裂缝。所以要严格按规范要求控制水泥含碱量。

(2)基层质量原因:有时为了追赶工期,在基层戈壁土回填未夯实及不平整,使面层混凝土厚薄不均或厚度不够,形成薄弱环节产生应力集中。在这些薄弱环节受到较大的拉应力时就会出现裂缝或断板的现象。

(3)设计配合比原因:混凝土配合比设计和原材料的选择不当是产生裂缝的又一重要原因,实践表明水泥标号的选择、水灰比的大小、灰浆用量、粗骨料颗粒直径的选择均会对混凝土的收缩产生较大的影响。一般来讲,水泥标号大、水灰比大、灰浆用量多、粗骨料直径小的混凝土会发生较大的收缩,易产生收缩裂缝。

(4)施工配合比原因:施工配合比直接采用设计配合比,没有考虑砂石含水率计算施工配合比致使水灰比过大;由于水灰比控制不严格致使水灰比忽大忽小使混凝土产生不均匀收缩;第一盘混凝土搅拌前未按要求清理搅拌斗以及未用同配合比水泥浆润湿搅拌斗。

(5)振捣操作不当:不当的振捣操作会对混凝土的密实性和均匀性产生较大影响。漏振会使混凝土不够密实抗拉强度降低;过振会使混凝土产生离析分层收缩不均,产生较大的内应力;振捣棒抽撤太快会使混凝土中空气含量增大。这些不规范操作均会影响到混凝土早期抗拉强度的发展,必须采取有效措施加以控制。

(6)切缝不及时:混凝土道面切缝不及时是裂缝甚至断板产生的最重要原因之一,这种裂缝一般发生在道面板抗拉强度较低或承受拉应力较大的部位,由于纵向受拉较大故这种裂缝多沿分仓缝横向发生。

(7)养护不及时:养护不及时会使混凝土产生较大的温度裂缝和干缩裂缝。冬季施工时混凝土表面相对于内部温度降低较快产生不均匀收缩易使混凝土表面产生温度裂缝;夏季施工时风吹日晒造成混凝土表面水分蒸发速度过快超出了泌水速度而产生干缩裂缝。

(8)其他不当操作:模板漏浆、大风天气、施工缝的留置和处理不当等均会使道面混凝土产生裂缝或断板。

3、各种裂缝的预防措施

地面混凝土早期非荷载裂缝的产生并非一个单纯的技术问题,在很大程度上是工程项目管理水平的问题。混凝土早期非荷载裂缝的控制重在预防,贵在主动控制,良好的预防措施和施工组织方案可以有效防止裂缝的产生。主要应从如下几个方面预防。

3.1原材料选择方面

水泥标号应与混凝土的强度相匹配,一般按照水泥标号:混凝土强度=2:3的标准选择,可以有效防止干缩裂缝的产生;按照规范的要求严格控制水泥的碱含量,防止碱骨料反应;在满足骨料级配的情况下,适当提高粗骨料粒径及其含量并按规范控制含泥量。

3.2混凝土拌制方面

混凝土水灰比不能生搬硬套设计配合比,要结合砂石含水率认真计算施工配合比并及时更新;拌制混凝土要严格控制水灰比,防止水灰比过大或忽大忽小;在每天的第一盘混凝土宜采用减半石混凝土。

3.3振捣工序方面

振捣是混凝土施工中重要的一环,关系到混凝土的密实性和均匀性。严禁漏振和过振,振捣棒要快插慢拔,技术交底时要交代清楚振捣棒的作用半径、振捣时间和正确的操作方法。

3.4做面工序方面

混凝土地面板做面工序宜采用二次抹面技术,以排除泌水和混凝土内部的水分和气泡,可以有效防止沉降裂缝和收缩裂缝的产生。

3.5切缝工序方面

混凝土地面板达到一定强度后要及时切缝,以防止地面收缩量过大而产生不规则裂缝或断板。从工程实践来看,当混凝土强度达到设计强度的25——30%便可以切缝,夏季施工一般不超过12小时。

3.6养护工序方面

混凝土浇筑完成后一定时间内要及时养护,保持适宜的温度和湿度,防止混凝土超冷、内外温差过大和水分蒸发过快以避免温度裂缝和干缩裂缝的产生。夏季养护要覆盖浸水草垫经常浇水保持草垫润湿,养护一般为14天为佳。冬季要及时采取冬季施工措施覆盖保温草垫并保证足够的养护龄期。

带裂缝混凝土 第10篇

目前,随着勘探技术的发展,断层及裂缝预测技术也在不断更新。尤其是对于中、大尺度断层的识别技术已相当成熟,而对小断层及裂缝发育带的研究是地球物理界的热点和难点。地震属性对小断层的识别比较直观,应用较为广泛。由于地震属性及分析技术多样化、直观性更强,以及目前研究技术水平的限制等因素,地震属性分析技术更具有适用性, 是裂缝预测研究的首选。

1断层及裂缝

断层是构造运动的产物［2］,目前地质界内主要把断层划分为4个级别,前3个级别的断层可以称之为大断层,而小断层主要是指延伸短、断距只有几米的四级断层。

裂缝是在成岩阶段或构造运动过程中形成的无显著位移的不连续面［3］。依据力学成因,裂缝有剪裂缝和张裂缝之分;根据地质成因又分为非构造裂缝和构造裂缝两类［4］。此外,考虑到裂缝的延伸长度、切层深度和张开度等物理参数的差异,又可将裂缝分为微裂缝、小裂缝、中裂缝和大裂缝［5］,如表1所示。对于裂缝的发育,尤其是构造裂缝,一般呈区带分布,因此在油田和煤田裂缝研究中更注重裂缝发育带的研究。

2地震属性

地震属性是由地震数据经过数学变换得到的有关地震波的几何学、运动学、动力学或统计学特征。 地下裂缝的存在使地层横向岩石物理特征发生差异,从而使地震波的波长、频率和振幅等信息产生不同程度的变化,即裂缝的地震响应［6］。这些地震响应能够通过地震属性信息反映出来,并且不同尺度的裂缝其地震响应不同。尤其是几何类属性更是能够较好地展示大、中尺度的裂缝,而微小裂缝发育带也具有明显的地震响应。叠后几何属性由于能够更直观地表现裂缝,在裂缝预测研究中应用更广泛,如相干、边缘检测、曲率和蚂蚁体等。

2. 1相干属性

地震相干技术自20世纪90年代提出以来,已发展多种算法,但无论哪一种相干技术,都是通过利用地震道之间的波形相似性突出空间上的不连续性。 普通相干算法是地震道间的直接运算,并未考虑到倾角和方位角的因素。基于导向控制的相干就是综合考虑线、道上每一采样点处的地震同向轴的倾角、方位角,利用倾角控制能够矫正相干信息。沿倾斜面控制处理之后相干属性沿三维方向上的面被引导着处理,在该面上地震相位大致是连续的。与普通相干比较,基于导向控制的相干分辨率较高、杂乱信息干扰较少,通过相干可以清晰地识别断层及裂缝发育带的分布规律和延展形态,即低相干值区域,如图1所示。

2. 2边缘检测属性

边缘检测原本是一种图像处理技术,其目的是突出图像的边缘特征。在地震属性研究中,经常利用边缘检测突出地震的不连续性。实际应用中,往往在相干、方差等属性的基础之上进一步优化利用, 与相干属性相比,边缘检测对于断层的识别效果更加明显清晰,如图2所示。

2. 3曲率属性

曲率表示曲面某一点处弯曲变形的程度,断层、 褶皱等构造变形引起的曲面弯曲特征能够通过曲率属性描述。地震曲率属性与张应力有着直接的关系,曲率越大表示张应力越大,形成的张断裂越发育。因此,可以根据曲率线性构造异常预测断层及裂缝发育带,曲率异常的长度对应着构造带的延展长度,曲率异常的走向就是构造带的走向［7］。曲率种类繁多,例如平均曲率、高斯曲率、主曲率、极大曲率、最大正曲率、最小负曲率等。由于每一种曲率算法不同,其反映的重点也不同,研究发现最大正曲率和最小负曲率在断层及裂缝发育带预测中应用效果较好,如图3所示。

2. 4蚂蚁体属性

蚂蚁追踪技术是利用仿生蚂蚁觅食过程中群体间传递信息、优化路径的原理,即总是选择信息量大的路径,并通过信息量的不断更新最终达到最佳路径。利用这一原理,可突出地震的不连续性,加强断层及裂缝的成像。

在断层及裂缝研究中,蚂蚁体对于大断层规模的识别能力不如对微小断裂的应用效果,如图4所示。蚂蚁体主要用于研究小断层,尤其是对于裂缝发育带的识别更具有指导意义。

2. 5其他属性

在断层及裂缝发育带研究中,倾角、方位角、方差和瞬时相位等属性应用也较广泛。此外,以纹理属性为代表的新兴属性也逐渐发展起来。

3地震属性分析

应用于断层和裂缝研究的地震属性众多,但每一种属性所反映的特征有所不同,应用效果迥异,再考虑到单一属性可能存在多解性的问题,因此在实际应用中并不是仅仅单一地参考某一属性,而是多属性间的联合应用分析。

3. 1多属性叠合

多属性叠合是多属性联合应用中最简单、直观、 常用的方法。一般是利用效果比较好、表征特征有差异的属性直接进行相互叠合,以突出断层或裂缝发育带。相干、曲率和蚂蚁体三者叠合,三者反映不同尺度的裂缝构造,突出目标区的断层及裂缝发育带,识别效果要优于单一属性,如图5所示。

3. 2多属性融合

多属性融合是地震影像学的应用,即不同属性图像进行空间标准化,然后按照一定的算法重构像素代码,进行融合,产生新的影像［8］。通常是利用3种互不相同的属性进行融合,产生一个新的解释图像,一方面降低了单属性的干扰假象和多解性;另一方面也避免了属性直接叠合的覆盖性,从而提升解释图像的精度。

3. 3有监督的神经网络运算

通过建立对断层及裂缝发育带比较敏感的属性集的基础上,拾取合适的训练点进行有监督的人工神经网络运算,最后生成烟囱概率体,来表征断层及裂缝发育带。气烟囱在剖面上能够识别断层,在平面上对断层及裂缝发育带有着明显的响应,如图6所示。

4结语

1) 相干、边缘检测、曲率和蚂蚁体等地震属性,能有效识别小断层及裂缝发育带。实际应用中,并非每一种都是合适的选择,优选敏感属性是研究的关键。