水工混凝土抗沖磨機理及特性研究.pdf

1、含沙高速水流對水工建筑物過流面混凝土的沖刷磨損和空蝕破壞，是水工泄流建筑物如溢流壩、泄洪洞(槽)、泄水閘等常見的病害。尤其是當流速較高且水流中又夾帶著懸移質(zhì)或推移質(zhì)時，建筑物遭受的沖磨、空蝕就更為嚴重。 我國是個多沙河流的國家，在眾多河流中，年平均輸沙量在1000萬t以上的河流有42條，年最大輸沙量超過1000萬t的河流有60余條。黃河更是世界上罕見的多沙河流，多年平均年輸沙量達16.4億t。三門峽排沙底孔汛期河水平均含沙量都在

2、80～100kg/m3，瞬時最大含沙量達911kg/m3。長江、海河及其他河流每年也有大量泥沙直接入海。 進入21世紀，隨著西部大開發(fā)和西電東送發(fā)展戰(zhàn)略的實施，我國要興建一批大型高水頭電站，如小灣、龍灘、拉西瓦、構(gòu)皮灘、溪洛渡、向家壩、錦屏、白鶴灘、糯扎渡等，其泄水建筑物流速均達到40～50m/s，對抗沖磨材料的抗裂性、抗沖磨能力和快速易施工性(特別是對防護和修補材料)等均提出了更高的要求。針對當前抗沖磨材料在工程應(yīng)用中存在的問

3、題，結(jié)合西部大開發(fā)，實現(xiàn)西電東送，興建大型高水頭電站對抗沖磨材料的需求，充分利用現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展的新成果和新技術(shù)，采用全新技術(shù)思路，開發(fā)新一代高性能抗沖磨材料，以滿足當前及今后興建高壩大庫對高性能抗沖磨材料的需求具有重大的意義。 混凝土的磨蝕磨損速率是依賴于時間的狀態(tài)變量，由于與環(huán)境發(fā)生相互作用，水流中泥沙含量、組成以及運動變化，挾沙水流與材料之間的作用方式等均在一種隨機、多變狀態(tài)下對材料產(chǎn)生磨蝕破壞，因此，抗沖耐磨材料的選擇問

4、題就變得非常復(fù)雜，通常只有通過試驗對比的方式來確定不同情況下抗沖耐磨材料的選擇。論文結(jié)合廣西紅水河某水電站擴建工程泄洪項目的要求試驗研究了一種抗沖磨混凝土的性能，最后推薦工程用混凝土配合比。本論文主要工作為：(1)含沙石水流沖磨破壞機理及影響沖磨作用的因素；(2)混凝土的各組成成分及其在混凝土中所占的比例對混凝土的抗沖磨性能的影響程度；(3)混凝土的抗沖磨性能與混凝土的抗壓、抗沖、抗?jié)B、抗凍、抗裂和抗拉等性能之間的關(guān)系；(4)研究目前實