某水库超深混凝土防渗墙应力应变监测分析_李金武

文章编号:1009-6825(2007)02-0060-02

某水库超深混凝土防渗墙应力应变监测分析

收稿日期:2006-06-19

作者简介:李金武(1973-),男,中国地质大学(北京)硕士研究生,工程师,中航勘查设计研究院,北京 100086

张 勇(1973-),男,工程师,北京珠江房地产开发有限公司,北京 100022

紫 民(1975-),男,中国地质大学(北京)硕士研究生,工程师,海军工程质量监督站,北京 100073

李金武 张勇 紫民

摘 要:对某水库超深混凝土防渗墙内埋设应变计和土压力计的现场实测方法进行了说明,对观测到的140000组数据

进行了系统分析,得出了超深混凝土防渗墙的受力状态,对类似工程具有借鉴意义。关键词:超深混凝土防渗墙,应力应变,监测成果中图分类号:T U 311

文献标识码:A

某水库是一座以防洪为主,结合灌溉、发电的大(2)型水利枢纽工程。水库坝址以上控制流域面积1200km 2,总库容1.12亿m 3。水库拦河主坝修建在河床砂卵石基础上,坝体为均质土坝,土料为中、重壤土,粉质壤土及中、细砂,其中夹杂少量碎石。2001年在上游1030.07m 马道上,修建一道平行于坝轴线的混凝土防渗墙,全长172.3m,距坝轴线24.1m,墙体厚0.8m,墙顶高程为1028.87m,墙体底部嵌入基岩弱风层0.8m,最大深度50.15m 。防渗墙混凝土设计标号为C25号,抗渗标号为S6。

主坝防渗墙建成后,在坝基卵石层中的主要渗漏通道被截断,坝后明显渗漏点水流消失,坝基覆盖层渗漏问题得到解决。为了解混凝土防渗墙的受力状态,沿墙高方向在防渗墙内埋设了应变计和土压力计,应变计和土压力计均为差动电阻式仪器,根据防渗墙的施工特点,设计中选取了加大量程、加大弹模的应变计。即墙底部选用加大量程、加大弹模的应变计,墙中部选取加大量程的应变计,墙上部选用普通应变计。

1 观测仪器埋设情况及技术性能指标

混凝土防渗墙观测仪器布置了2个剖面。埋设土压力计24支、应变计26支、无应力计3支。2002年1月10日完成仪器埋设工程,同年10月19日完成电缆埋设工程。

由于两个剖面的监测结果基本相同,所以选择剖面1进行详细介绍,土压力计观测仪器技术指标详见表1,仪器技术指标详见表2。

表1 土压力计观测仪器技术指标表

型 号YUB-4YU B-8YUB-16测量范围/MPa 0.40.8 1.6温度测量范围/e -20~60-20~60-20~60温度测量精度/e ?0.5?0.5?0.5绝缘电阻/M 8

50

50

50

应变计埋设采用/沉重铁块法0,土压力计埋设采用/钢架定位法0,应变计和土压力计埋设在不同的槽孔内,既减少了二者埋设在同一槽孔内的施工难度,又避免了土压力计的定位钢架对防渗墙应力测值的影响,更能真实反映防渗墙的实际受力情况。 2)将M 除以EI 得到M /EI =M *图,如图6a)所示。

这个过程是将一个变惯性矩梁转化为一个等惯性矩梁。

3)中点处的挠度等于A ,C 间M *=M /EI 图的面积对A 点的静面矩。

因此,y B =(三角形的静面矩)+(梯形的静面矩)[1]=

23#l 4

#12#l 4#Fl 8EI +(l 4+59#l 4)[12(Fl 16EI +Fl 8EI )#l 4]=3Fl 3256EI

。还可以将与M *相对应的载荷图画出如图6b)所示,然后,查表叠加计算。

由图6b)查表可得[2]:y B =

3Fl 3

256EI

。由此可见,求的惯性矩阶梯形变化梁的变形的解是精确解。参考文献:

[1]丘益元,周次青.材料力学习题解答[M ].北京:科学出版社,1983.129-132.

[2]苏翼林.材料力学[M ].北京:高等教育出版社,1980.142-152.

Approximate calucation of the variable moment of inertia beams deformation

GAO L-i rong KANG Hu-i bin

Abstract:On continuously variable moment of inertia beam defo rmat ion calculation.A simple approx imate method is given to conv ert v ar iable

moment of inertia beam deformation calculation into constant moment of inertia brem deformation.T he calculation result,w hich can meet accu -racy requirement and be suitable for project application,can be obtained directly from the table.

Key words:v ar iable moment of inertia,constantmoment o f inertia,defor mation,approx imate calculation

#

60#第33卷第2期2007年1月 山西建筑SHANXI ARCH IT ECTURE

Vol.33No.2Jan. 2007

表2 应变计观测仪器技术指标表

型 号

DI-10

DI-25DI-25A DI-10B 测量范围10-6

压缩1200100023001200拉伸

600

500200600最小读数(10-6/

1j )

[6

[4

[4

[6

温度测量范围/e -25~+60-25~+60-25~+60-25~+60温度测量精度/e

?0.5?0.5?0.5?0.5温度修正系数(10-6/e )13.411.311.311.3绝缘电阻M 8使用温度范围内\50\50\50\50500kPa 水中

\50\50\50\50弹性模量/MPa

500

500

1000

1500

2 防渗墙长期应力应变监测成果

混凝土防渗墙土压力按照下式进行计算:P =f @$Z +b $T

(1)

式中:P )))建筑物内部观测点的土压力,kP a;

f )))土压力计最小读数,kPa/e /0.01/%;b )))土压力计温度修正系数,kPa/e ;$Z )))实测电阻比增量,0.01%;$T )))温度增量。

混凝土防渗墙应变量按照下式进行计算:

E m =f @$Z +b $T (2)

式中:E m )))混凝土应变量,10-6

;

f

)))应变计最小读数,10-6/0.01/%;b )))应变计温度修正系数,10-6/e ;$Z )))实测电阻比增量,0.01%;

$T )))温度增量。

混凝土防渗墙观测资料分析,运用统计检验法对观测数据进行系统误差检验和修正,利用回归分析法建立统计模型,模型中选入了温度、水位等对效应量有较大影响的因素,根据时效分量的变化速度,评价防渗墙的工作状况。因各点监测结果的变化趋势基本相同,文中选取两个代表性监测结果,见图1和图2。

3 监测成果分析

3.1 应变、应力观测成果分析

1)从混凝土防渗墙应变年际变化过程线看,混凝土防渗墙应变随大气温度变化明显,规律性较强,变化幅度较大。

2)升温季节,混凝土防渗墙呈现拉应力;降温季节,呈现压

力;变化规律明显。

3)随着时间的延长,混凝土防渗墙呈现出压应力逐渐增大,拉应力逐渐减小的趋势。

4)从2005年11月1日起大多数应变计读数,突然增大几倍甚至百倍,超出了应变计的量测范围。

3.2 土压力监测成果分析

1)从土压力年际变化过程线看,混凝土防渗墙土压力随大气温度变化,但变化幅度较小。

2)混凝土防渗墙最上部测点土压力无明显规律,土压力沿墙体呈/S 0型曲线变化:上游侧土压力较大值一般发生在距墙顶1/6~1/7处和距墙底1/3左右处。下游侧土压力较大值一般发生在距墙底1/5左右处。

3)升温季节土压力小于降温季节,且一般情况下升温季节土压力是降温季节土压力的1/2左右。

4)从2005年11月1日起大多数土压力计读数,突然增大几倍甚至百倍,超出了土压力计的量测范围。

4 结语

运用现场实测方法,在某水库超深混凝土防渗墙内埋设了应变计和土压力计,经过3年的现场实测,运用统计检验法对观测数据进行系统误差检验和修正,利用回归分析法建立统计模型,对累计观测到的140000组数据进行了系统分析,得出了超深混凝土防渗墙的受力状态,反映了防渗墙的实际受力情况,对类似工程具有借鉴意义。

Stress -strain monitoring of ultra -deep concrete cut -off wall of one reservoir

LI Jin -wu ZHANG Yong ZI Min

Abstract:Based upon systematic analysis of 140000g roup -v alues of stress -str ain of ultra -deep concr ete cut -off wall of one r eservo ir measured

by embedded str ain meters and earth pressure meters mechanical behaviors of ultra -deep concrete cut -off wall are obtained,which has a certain r eference for similar w orks.Key words:ultra -deep concrete cut -off wall,str ess -strain,monitoring result

#

61#

第33卷第2期

2007年1月

李金武等:某水库超深混凝土防渗墙应力应变监测分析