堤坝除险加固的整浇切割混凝土面板护坡研究

论文摘要

护坡加固是堤坝除险加固的一项主要内容，合理的护坡形式既能保证工程安全，又可节约治理成本。混凝土护坡因具有结构稳定、耐久性好等优点在堤坝工程中得到广泛应用，但也存在着易开裂、造价高等不足。近些年，在一些地方的堤坝除险加固工程中，使用了一种被称为整浇切割混凝土面板护坡的护坡形式，其不仅护坡效果好，而且施工快、成本低。但是，该护坡的厚度如何取值、是否会出现温度裂缝等问题阻碍了该技术的推广应用。本文结合长沙市气象资料，针对混凝土护坡厚度取值范围以及整浇切割混凝土面板护坡的温度应力展开研究。研究内容及成果如下：（1）以湖南省堤坝除险加固中两个已建工程为背景，介绍了整浇切割混凝土面板护坡的施工工艺、施工原则以及施工注意事项，并对传统混凝土护坡与整浇切割混凝土面板护坡进行了比较。（2）结合堤坝设计相关规范，考虑计算参数对护坡厚度计算结果的影响，得出整浇切割混凝土面板护坡施工工艺中提出的10cm护坡厚度是可行的。（3）基于混凝土热传导理论，采用ANSYS数值模拟平台对是否分缝、不同分缝深度及分缝形式等情况下的混凝土护坡温度场及温度应力场进行研究。得出混凝土面板护坡必须分缝；缝越深，混凝土护坡温度应力越大；采用六方块形分缝形式，混凝土护坡温度应力满足要求。（4）通过本文的研究和已完成的工程实践，建议堤坝除险加固工程中：①整浇切割混凝土护坡厚度可取为10cm；②切割缝深度可取5cm；③混凝土护坡可切割成六方块形；④切割时间在混凝土浇筑完成后的6~8天为宜。本论文受教育部博士点基金项目“水位涨落时岸坡渐进失稳模拟的三维hp型改进复合单元法(20104316120003)”和湖南省水利厅科技项目“堤坝护坡新技术研究与应用”资助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 护坡形式研究
• 1.2.2 混凝土裂缝成因的研究
• 1.2.3 混凝土温度应力场研究
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 本文的主要研究内容
• 1.3.2 本文的主要研究方法及技术路线
• 第二章 整浇切割混凝土面板护坡技术简介
• 2.1 整浇切割混凝土面板护坡施工技术
• 2.1.1 施工工艺
• 2.1.2 施工原则
• 2.1.3 施工注意事项
• 2.2 整浇切割混凝土面板护坡与传统预制混凝土护坡的对比
• 2.3 整浇切割混凝土面板护坡在实际工程中的应用
• 2.3.1 新技术在水库大坝护坡上的应用
• 2.3.2 新技术在堤防护坡上的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 整浇切割混凝土面板护坡的厚度计算
• 3.1 混凝土护坡厚度的计算依据
• 3.2 混凝土护坡厚度计算的一般过程
• 3.2.1 波浪计算
• 3.2.2 混凝土护坡厚度计算
• 3.3 护坡厚度的影响因素及变化范围
• 3.3.1 计算参数对护坡厚度计算结果的影响
• 3.3.2 混凝土护坡厚度的变化范围
• 3.4 本章小结
• 第四章 整浇切割混凝土面板护坡温度应力研究
• 4.1 大体积混凝土温度场的控制方程
• 4.1.1 热传导方程
• 4.1.2 温度场边界条件
• 4.1.3 水泥的水化热
• 4.2 混凝土温度应力的发展过程
• 4.3 基于 ANSYS 的温度应力分析流程
• 4.4 整浇切割混凝土面板护坡温度应力研究
• 4.4.1 未分缝状态下混凝土面板护坡温度应力研究
• 4.4.2 整浇切割混凝土面板护坡温度应力研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间参加的科研课题项目