[发明专利]一种获取混凝土约束应力的方法

说明书

本发明公开了一种获取混凝土约束应力的方法，即以获取真实有效的混凝土弹性模量为基础，计算混凝土约束应力；混凝土弹性模量的获取是在模拟大体积混凝土真实温度历程和应力历程下获得的。本发明将温度、约束以及长龄期持荷产生的微裂纹等因素一次性耦合入测量出的弹性模量内，以此获取的混凝土约束应力真实耦合了混凝土的真实温度和应力历程；本发明以真实准确的开展混凝土在实际环境变化发展条件下有效的弹性模量试验为基础，获得混凝土真实条件下的约束应力，为实际工程的计算机仿真分析计算、制定各种施工方案提供具有极高参考价值的依据。

技术领域

本发明涉及一种获取混凝土真实温度历程和应力历程下混凝土约束应力的方法，本发明属于水利水电工程技术领域。

背景技术

大体积混凝土由于其断面很厚，胶凝材料水化反应产生的热量无法及时散失到空气中，从而导致其内部温度升高，随后温度缓慢下降至环境温度。大体积混凝土内部的温度从低～升高～最高～下降；初期，当混凝土内部温度升高时，膨胀，受到表面混凝土的约束产生压应力，后期，当混凝土内部温度下降时，受到表面混凝土的约束产生拉应力，一旦拉应力超过混凝土本体的抗拉强度时，混凝土便会开裂。防裂是混凝土坝施工过程中需要考虑的重要任务，有效地温控防裂是混凝土坝施工过程中采取的最重要的手段。为制定科学有效的温控防裂措施，必须准确地掌握混凝土约束应力，而要准确地掌握混凝土约束应力就必须准确地掌握混凝土弹性模量，混凝土弹性模量是计算混凝土约束应力的关键参数之一。

由于大体积混凝土尺寸很大，很难开展室内原型试验，因此数值分析计算成为目前大体积混凝土施工过程中常用的评估手段。

几十年来本领域技术人员都是按照《GB/T 50081-2019混凝土物理力学性能试验方法标准》，采用标准养护试件进行室内试验，获取混凝土弹性模量，即在恒温不加荷载的情况下，养护混凝土试件至测试龄期进行测试，计算、获取混凝土弹性模量，进而计算制定温控防裂措施需要用到的混凝土约束应力。

虽然，传统的获取混凝土弹性模量、进而计算混凝土约束力的方法，已沿用几十年，它严格符合《GB/T 50081-2019混凝土物理力学性能试验方法标准》，测试结果具有一定的意义，但是，实际上获取混凝土弹性模量的试验条件与大体积混凝土浇筑后所处的时间温变(即温度历程)和所受的约束条件(即应力历程)截然不同，因此，将其测试结果(即混凝土弹性模量)直接应用于大体积混凝土仿真分析计算中具有天然的局限性，仿真数值分析计算的结果并不能反映大体积混凝土的真实情况，这也是采取温控防裂措施后仍然存在开裂现象的原因之一。

因此，研究提出一种新的获取混凝土弹性模量和约束应力的方法，直接测量综合影响因素下真实的混凝土弹性模量，进而计算真实的混凝土约束应力，依此制定大体积混凝土温控防裂措施是非常必要的。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种获取混凝土真实有效约束应力的方法。该方法以获取的真实有效的混凝土弹性模量为基础，计算混凝土约束应力，改变现有混凝土弹性模量试验方法无法反映混凝土实际温度历程和应力历程的局限和不足，进而导致计算获得的混凝土约束应力不准确的问题，从而提高大体积混凝土温控防裂措施的有效性和准确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种获取混凝土约束应力的方法，即以获取真实有效的混凝土弹性模量为基础，计算混凝土约束应力；

所述混凝土弹性模量的获取是在模拟大体积混凝土真实温度历程和应力历程下获得的。

所述混凝土弹性模量的获取方法为：

1)将拌和好的混凝土浇入混凝土温度应力试验机，设定混凝土温度应力试验机的温度历程和应力历程，待混凝土终凝后拆除定位混凝土试件，并在混凝土试件上粘贴测量混凝土形变的应变片，开始试验；

所述温度历程直接来源于大体积混凝土浇筑后实测的混凝土内部温度；