水下隧道開裂混凝土滲透性研究.pdf

1、水下環(huán)境中隧道混凝土結構的耐久性和服役壽命受到嚴峻的挑戰(zhàn)，隧道結構因開裂引起的滲水病害已成為影響水下隧道耐久性問題的第一要素。本文依托浙江省自然科學基金項目(LY17E08004)，從水下隧道混凝土材料的性能出發(fā)，開展非飽和混凝土滲流特性的研究，通過試驗，實現(xiàn)對水下隧道承受壓力和混凝土裂縫的寬度、長度、深度等因素的定量控制，建立水下隧道開裂混凝土中物質傳輸模型，進行開裂混凝土中物質傳輸過程的理論分析、數值模擬分析，揭示水下開裂混凝土中水

2、分滲流基本規(guī)律。本文的研究工作及得出的結論如下:
　　1.基于混凝土的滲流基本理論公式出發(fā)，分析在水壓力下完好和開裂混凝土中的水分運動情況，考慮完好和開裂混凝土中水分滲透的影響因素，以飽和度為變量，展開隧道外側飽和與內側非飽和狀態(tài)的水分傳輸模型研究。
　　2.基于沈家門隧道混凝土配合比，結合理論公式，設計滲透系數試驗方案。試驗結果表明:完好混凝土和開裂混凝土滲透系數與壓力大小無關，只與自身的性質有關，但是開裂混凝土滲透系數還

3、與裂縫寬度、裂縫長度、裂縫深度等因素有關，并驗證測得開裂混凝土中的滲透系數符合立方定律。
　　3.根據理論公式，設計合理的試驗方案與裝置。試驗結果表明:完好和開裂混凝土滲透深度與水壓力、飽和度和水灰比有關，但是開裂混凝土滲透深度還與裂縫寬度、裂縫長度以及裂縫深度有關;水壓力大，完好和開裂混凝土水分運動就越快，滲透深度就越大;飽和度越大，完好和開裂混凝土水分運動就越慢，滲透深度就越小;水灰比大，完好和開裂混凝土水分運動就越快，滲透深

4、度就越大;在同等條件下，裂縫寬度越大，開裂混凝土水分運動就越快，滲透深度就越大;在同等條件下，裂縫長度越大，開裂混凝土水分運動就越慢，滲透深度就越小;在同等條件下，裂縫深度越大，開裂混凝土水分運動就越快，滲透深度就越大。
　　4.選用先進的多孔介質模擬軟件PetraSim，展開完好和開裂混凝土試塊建模仿真，分析水壓力、混凝土初始飽和度、裂縫寬度、裂縫長度、裂縫深度等因素對水下完好和開裂混凝土裂縫處水分傳輸的影響。飽和度輸出結果云圖