【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工程的修建，具體為一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型及制備新方法。
技術(shù)介紹
1、經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，我國城市地下結(jié)構(gòu)建設(shè)正從大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)逐步向“建養(yǎng)并重”的局面發(fā)展。服役期地下結(jié)構(gòu)在復(fù)雜水文、地質(zhì)條件共同作用下，各種病害逐漸顯現(xiàn)，其中尤其以結(jié)構(gòu)裂縫最為普遍。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析和抗震設(shè)計(jì)均是基于結(jié)構(gòu)完好無損的狀態(tài)，即沒有考慮銹蝕、錯臺、裂縫等損傷對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和抗震性能的影響。隨著地下結(jié)構(gòu)服役年限的增加，這些損傷對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和抗震性能的影響不容忽視。然而，如何合理考慮這些損傷，尤其是大量裂縫的不利影響，目前在理論分析和試驗(yàn)研究上還不成熟，特別是試驗(yàn)技術(shù)上還是空白。因此，亟須發(fā)展相應(yīng)的試驗(yàn)技術(shù)以合理考慮裂縫對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和抗震性能的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對以上不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種可以模擬地下結(jié)構(gòu)初始裂縫影響的混凝土地下結(jié)構(gòu)模型，本專利技術(shù)的目的還在于提供一種上述地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法。
2、為此，本專利技術(shù)的一種初始裂縫影響模擬的混凝土地下結(jié)構(gòu)模型，所述模型包括裂縫區(qū)域和模型主體，所述模型至少在裂縫區(qū)分采用脆性混凝土結(jié)構(gòu)，以這樣的方式使得模型受力時(shí)，在預(yù)定的裂縫區(qū)域產(chǎn)生裂縫。
3、進(jìn)一步的，所述模型主體和裂縫區(qū)域整體采用脆性混凝土結(jié)構(gòu)，所述模型主體與樁基裝配式連接，用于實(shí)驗(yàn)室中采用外部載荷對結(jié)構(gòu)模型施加應(yīng)力，通過樁的不均勻沉降、或樁不同長短、類型，在結(jié)構(gòu)受剪力、拉力影響區(qū)域產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫、次生裂縫，模擬實(shí)驗(yàn)室中樁的
4、所述裂縫區(qū)域采用摻入空心膠囊的脆性混凝土澆筑，所述空心膠囊具有脆性特性，在受力時(shí)先于模型主體發(fā)生破裂從而形成所需的裂縫。
5、本專利技術(shù)還包括上述地下結(jié)構(gòu)的制備新方法，包括以下步驟：
6、s1：確定混凝土地下結(jié)構(gòu)彎曲受拉的部位，確定地下結(jié)構(gòu)需要模擬的裂縫區(qū)域位置、形狀；
7、s2：確定膠囊混凝土的配比及所采用膠囊的材料特性；
8、s3：澆筑混凝土形成所述模型，其中，所述裂縫區(qū)域澆筑空心膠囊混凝土。
9、進(jìn)一步的，用摻入空心膠囊的混凝土澆筑形成預(yù)定形狀的空心膠囊混凝土，將空心膠囊混凝土放入指定的裂縫區(qū)域澆筑混凝土形成所述的模型。
10、模型主體與裂縫區(qū)域也可以使用不同的混凝土同步澆筑，所述步驟s3包括設(shè)置主模板，所述模型主體的澆筑區(qū)域與裂縫區(qū)域之間采用鋼絲網(wǎng)分隔，所述鋼絲網(wǎng)的上部設(shè)有輔助模板。
11、進(jìn)一步的，所述裂縫區(qū)域的四周被模型主體的澆筑區(qū)域環(huán)繞，所述裂縫區(qū)域和澆筑區(qū)域的界面均設(shè)有鋼絲網(wǎng)分隔，所述輔助模板包括第一模板和第二模板，第一模板和第二模板配合，所述第二模板的兩端延伸并連接在主模板的側(cè)模板上，所述第一模板采用對拉螺栓固定在側(cè)模板上，所述對拉螺栓包括固定或螺紋連接在螺桿上的限位片，限位片和螺母共同固定在第一模板和側(cè)模板上。
12、進(jìn)一步的，所述側(cè)模板設(shè)有對拉筋，所述對拉筋設(shè)置在側(cè)模板的上部和下部，側(cè)模板的外壁設(shè)置兩根豎向筋，所述對拉筋設(shè)置在兩根豎向筋之間，所述側(cè)模板的上側(cè)包括固定板和與側(cè)模板主體可轉(zhuǎn)動連接的翻轉(zhuǎn)板，所述翻轉(zhuǎn)板的外側(cè)設(shè)有限位條，所述限位條轉(zhuǎn)動連接在模板系統(tǒng)上。
13、進(jìn)一步的，所述對拉螺栓設(shè)在兩根豎向筋之間，所述限位條設(shè)有螺孔，對拉螺栓穿過螺孔。
14、進(jìn)一步的，所述限位條中部向外凸起，內(nèi)部形成槽狀用于容納豎向筋，所述豎向筋的上端向內(nèi)側(cè)凹形成l形，所述對拉筋設(shè)置向內(nèi)凹陷的l形的彎曲部上。
15、本專利技術(shù)的有益技術(shù)效果：
16、本專利技術(shù)利用脆性混凝土材料或強(qiáng)度更低的混凝土澆筑裂縫區(qū)域，并利用普通的混凝土（或與現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)相同的混凝土）澆筑形成模擬地下結(jié)構(gòu)，或模型主體和裂縫區(qū)域整體采用脆性混凝土澆筑，在模型的主要受力區(qū)域（裂縫區(qū)域）產(chǎn)生對應(yīng)的裂縫。裂縫區(qū)域是指需要模擬的現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)可能發(fā)生裂縫的區(qū)域，采用試驗(yàn)設(shè)備對該模型施加對應(yīng)的作用力后，模型裂縫區(qū)域由于設(shè)置的材料受力能力不足先于其他區(qū)域產(chǎn)生裂縫，從而實(shí)現(xiàn)了在預(yù)定區(qū)域產(chǎn)生需要的裂縫，進(jìn)而用于相應(yīng)的試驗(yàn)研究。在本專利技術(shù)的具體實(shí)施例中，利用目前相對較為成熟的膠囊混凝土技術(shù)，用其考慮服役期地下結(jié)構(gòu)裂縫對結(jié)構(gòu)性能的影響。首先根據(jù)初步的數(shù)值分析和基本的力學(xué)原理，確定結(jié)構(gòu)彎曲受拉的部位；其次，根據(jù)結(jié)構(gòu)所需考慮的問題和受力特點(diǎn)確定膠囊混凝土的配比及所采用膠囊的材料特性，并制備相應(yīng)的空心膠囊混凝土，主要考慮空心膠囊的尺寸（長度和寬度），這直接決定了所形成裂縫的特性；然后，在結(jié)構(gòu)模型澆筑時(shí)在該部位澆筑上一步制備的空心膠囊混凝土，結(jié)構(gòu)在后期受力發(fā)生彎曲變形時(shí)，空心膠囊由于其脆性特性，受拉會發(fā)生斷裂、破壞，從而形成所需的裂縫，達(dá)到制備包含裂縫的地下結(jié)構(gòu)模型，用于相應(yīng)的試驗(yàn)研究。
17、本專利技術(shù)還包括上述混凝土地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，具體實(shí)施例中，包括先預(yù)制裂縫區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)，再將該預(yù)制結(jié)構(gòu)與模型的主體澆筑在一起形成模型；在其他實(shí)施例中利用細(xì)口鋼筋網(wǎng)的分隔作用，也可以同步進(jìn)行澆筑裂縫區(qū)域和模型主體部分。
18、本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)模型制備簡單，能有效模擬所需的裂縫和位置需求。
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1.一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：所述模型包括裂縫區(qū)域和模型主體，所述模型至少在裂縫區(qū)分采用脆性混凝土結(jié)構(gòu)，以這樣的方式使得模型受力時(shí)，在預(yù)定的裂縫區(qū)域產(chǎn)生裂縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：所述模型主體和裂縫區(qū)域整體采用脆性混凝土結(jié)構(gòu)，所述模型主體與樁基裝配式連接，用于實(shí)驗(yàn)室中采用外部載荷對結(jié)構(gòu)模型施加應(yīng)力，通過樁的不均勻沉降、或樁不同長短、類型，在結(jié)構(gòu)受剪力、拉力影響區(qū)域產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫、次生裂縫，模擬實(shí)驗(yàn)室中樁的沉降對裂縫的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：或所述裂縫區(qū)域采用摻入空心膠囊的脆性混凝土澆筑，所述空心膠囊具有脆性特性，在受力時(shí)發(fā)生破裂從而形成所需的裂縫。
4.一種權(quán)利要求3所述的考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：用摻入空心膠囊的混凝土澆筑形成預(yù)定形狀的空心膠囊混凝土，將空心膠囊混凝土放入指
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：所述模型主體與裂縫區(qū)域使用不同的混凝土同步澆筑，所述步驟S3包括設(shè)置主模板，所述模型主體的澆筑區(qū)域與裂縫區(qū)域之間采用鋼絲網(wǎng)分隔，所述鋼絲網(wǎng)的上部設(shè)有輔助模板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：所述裂縫區(qū)域的四周被模型主體的澆筑區(qū)域環(huán)繞，所述裂縫區(qū)域和澆筑區(qū)域的界面均設(shè)有鋼絲網(wǎng)分隔，所述輔助模板包括第一模板和第二模板，第一模板和第二模板配合，所述第二模板的兩端延伸并連接在主模板的側(cè)模板上，所述第一模板采用對拉螺栓固定在側(cè)模板上，所述對拉螺栓包括固定或螺紋連接在螺桿上的限位片，限位片和螺母共同固定在第一模板和側(cè)模板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：所述側(cè)模板設(shè)有對拉筋，所述對拉筋設(shè)置在側(cè)模板的上部和下部，側(cè)模板的外壁設(shè)置兩根豎向筋，所述對拉筋設(shè)置在兩根豎向筋之間，所述側(cè)模板的上側(cè)包括固定板和與側(cè)模板主體可轉(zhuǎn)動連接的翻轉(zhuǎn)板，所述翻轉(zhuǎn)板的外側(cè)設(shè)有限位條，所述限位條轉(zhuǎn)動連接在模板系統(tǒng)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：所述對拉螺栓設(shè)在兩根豎向筋之間，所述限位條設(shè)有螺孔，對拉螺栓穿過螺孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：所述限位條中部向外凸起，內(nèi)部形成槽狀用于容納豎向筋，所述豎向筋的上端向內(nèi)側(cè)凹形成L形，所述對拉筋設(shè)置向內(nèi)凹陷的L形的彎曲部上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：所述模型包括裂縫區(qū)域和模型主體，所述模型至少在裂縫區(qū)分采用脆性混凝土結(jié)構(gòu)，以這樣的方式使得模型受力時(shí)，在預(yù)定的裂縫區(qū)域產(chǎn)生裂縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：所述模型主體和裂縫區(qū)域整體采用脆性混凝土結(jié)構(gòu)，所述模型主體與樁基裝配式連接，用于實(shí)驗(yàn)室中采用外部載荷對結(jié)構(gòu)模型施加應(yīng)力，通過樁的不均勻沉降、或樁不同長短、類型，在結(jié)構(gòu)受剪力、拉力影響區(qū)域產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫、次生裂縫，模擬實(shí)驗(yàn)室中樁的沉降對裂縫的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型，其特征在于：或所述裂縫區(qū)域采用摻入空心膠囊的脆性混凝土澆筑，所述空心膠囊具有脆性特性，在受力時(shí)發(fā)生破裂從而形成所需的裂縫。
4.一種權(quán)利要求3所述的考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：用摻入空心膠囊的混凝土澆筑形成預(yù)定形狀的空心膠囊混凝土，將空心膠囊混凝土放入指定的裂縫區(qū)域澆筑混凝土形成所述的模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮初始裂縫影響的地下結(jié)構(gòu)模型的制備新方法，其特征在于：所述模型主體與裂縫區(qū)域使用不同的混凝土同步澆筑，所述步驟s3包括設(shè)置主模板，所述模型主體的澆...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王國波，劉中憲，張煜，關(guān)振長，馬超，李新星，董正方，王建寧，
申請(專利權(quán))人：溫州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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