寒冷地区碾压混凝土坝施工技术及仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:232

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出版时间:2009-11

价格:43.00元

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isbn号码:9787030258366

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图书标签:

• 碾压混凝土
• 混凝土坝
• 寒冷地区
• 施工技术
• 仿真
• 水利工程
• 土木工程
• 坝工
• 冷区工程
• 工程建设

《寒冷地区碾压混凝土坝施工技术及仿真》 本书系统地阐述了寒冷地区碾压混凝土（RCC）坝的施工技术及相关的数值仿真方法。内容涵盖了从RCC坝的设计理念、材料选择、施工工艺流程，到质量控制、安全监测以及可能遇到的工程挑战与解决方案。同时，本书还重点介绍了如何运用先进的数值模拟技术，对RCC坝的施工过程和长期运行进行预测和分析，为提高工程质量、降低施工风险提供科学依据。 一、RCC坝概览与寒冷地区适应性 碾压混凝土（Roller-Compacted Concrete, RCC）是一种通过改进的混凝土配合比和高效的施工工艺，能够实现快速、大规模筑坝的新型筑坝材料。与传统混凝土坝相比，RCC坝具有施工速度快、成本效益高、抗渗透性好等优点，在世界范围内得到了广泛应用。 然而，在寒冷地区施工，RCC坝面临着诸多严峻的挑战。极低的温度不仅影响混凝土的正常水化反应，还会导致冻胀、冻融等不利现象，对混凝土的早期强度、后期耐久性以及坝体整体稳定性构成严重威胁。因此，寒冷地区RCC坝的施工需要针对性地优化材料配比、调整施工工艺、加强温度控制和防冻保护。 本书首先对RCC坝的基本原理、优点以及在寒冷地区应用的必要性进行阐述。随后，深入剖析寒冷地区气候条件对RCC坝施工和性能的影响，包括温度梯度、冻融循环、冰载荷等因素，并介绍RCC坝在寒冷地区应用的历史和发展现状。 二、寒冷地区RCC坝施工关键技术 本书详细介绍了在寒冷地区进行RCC坝施工所必须掌握的关键技术。 1. 材料选择与配合比设计： 骨料： 严选抗冻性优良、颗粒级配合理的骨料，重点关注骨料的含泥量、吸水率和抗冻性指标。探讨不同粒径骨料的优化组合，以满足RCC的碾压密实性和早期强度要求。 水泥与掺合料： 推荐使用低水化热水泥或中热水泥，并详细介绍粉煤灰、矿渣粉等工业废弃物作为掺合料在改善混凝土早期强度、降低水化热、提高耐久性方面的作用。特别指出在寒冷地区，掺合料的选择和掺量需充分考虑其对混凝土早期强度的影响。 外加剂： 重点介绍减水剂、缓凝剂、抗冻剂等外加剂在寒冷地区RCC坝施工中的应用。阐述不同类型外加剂的作用机理、掺量控制原则以及在满足和易性、强度和抗冻性方面的最佳组合。 配合比优化： 结合寒冷地区气候特点，详细介绍如何通过试验室试验和现场验证，确定最优的RCC配合比。重点关注如何通过调整水灰比、掺合料掺量和外加剂用量，在保证良好的工作性的前提下，显著提高混凝土的早期强度和抗冻性能。 2. 施工工艺与设备： 拌合： 介绍适用于寒冷地区的拌合站设备，包括加热设备、保温措施等。探讨如何优化拌合工艺，保证混凝土在低温下的均匀性和温度稳定性。 运输与摊铺： 强调在低温条件下，混凝土从拌合到摊铺的保温措施。介绍专门的保温运输车辆、覆盖保温材料等方法。探讨摊铺机的选择和操作技巧，保证摊铺层的均匀性和平整度。 碾压： 详细阐述不同类型碾压设备（如振动压路机、轮胎压路机）在RCC坝施工中的应用。重点介绍碾压次数、碾压速度、碾压顺序的确定原则，以及如何通过调整碾压参数，实现RCC坝层的有效压实，消除离析，保证层间结合。 接缝处理： 详细讲解层间接缝的清洗、界面剂的涂刷、蒸汽养护等技术，以保证层间混凝土的良好结合，防止因接缝不密实导致渗漏和冻胀破坏。 3. 温度控制与防冻保护： 预热措施： 详细介绍在骨料、拌合水、模板等方面采取的预热措施，以保证入仓混凝土的温度。 保温养护： 介绍使用保温毡、塑料薄膜、覆盖稻草等保温材料，对已摊铺的RCC层进行有效保温。 蒸汽养护： 探讨在必要时采用蒸汽养护技术，以加速混凝土早期强度增长，有效抵抗低温冻害。重点说明蒸汽养护的温度、湿度控制要求，以及可能带来的副作用。 防冻剂的应用： 详细介绍不同类型抗冻剂的性能、适用范围和掺量控制，以及其对混凝土早期强度和长期耐久性的影响。 施工时间选择： 强调在不利气候条件下，合理选择施工季节和施工时段的重要性。 4. 质量控制与检测： 原材料检测： 严格控制水泥、骨料、掺合料、外加剂的质量，进行详细的进场检测。 配合比验证： 在施工前，通过室内试验室对配合比进行充分验证，并进行现场试拌和试铺，以确保配合比的适用性。 施工过程监控： 实时监控混凝土的温度、坍落度（或扩展度）、拌合均匀性等关键参数。 压实度检测： 采用核密度计、超声波等方法，对RCC坝层的压实度进行检测，确保层间密实度达到设计要求。 强度与耐久性测试： 采用钻芯取样、无损检测等方法，对RCC坝的早期和后期强度、抗冻性、抗渗性等进行检测。 5. 安全管理与风险控制： 高空作业安全： 针对寒冷地区施工环境，强调高空作业人员的安全防护措施，包括防滑、防寒、防冻伤等。 机械设备安全： 确保施工机械设备的正常运行，定期进行维护保养，防止因设备故障引发安全事故。 天气预警与应急响应： 建立完善的天气预警机制，针对突发恶劣天气，制定详细的应急预案，如暂停施工、转移人员、采取临时防冻措施等。 职业健康防护： 关注施工人员的职业健康，提供充足的劳动保护用品，做好防寒保暖，预防冻伤、感冒等疾病。 三、RCC坝施工的数值仿真技术 本书着重介绍了数值仿真技术在寒冷地区RCC坝施工中的应用，为优化施工方案、预测工程行为提供有力工具。 1. 温度场仿真： 模型建立： 基于有限元或有限差分方法，建立RCC坝的几何模型和材料本构模型。 边界条件设置： 准确输入环境温度、空气对流换热系数、辐射等边界条件。 水化热模型： 采用合适的数学模型模拟混凝土水化反应产生的热量，并考虑其随时间的变化。 仿真分析： 模拟不同施工方法、不同保温措施下的混凝土内部温度场分布，预测可能出现的温度裂缝风险，为优化保温养护方案提供依据。 2. 应力与变形仿真： 材料本构模型： 建立考虑混凝土强度增长、徐变、收缩等特性的本构模型。 施工过程模拟： 模拟不同层级的摊铺、碾压过程对坝体应力状态和变形的影响。 预测与评估： 预测坝体在施工过程中以及长期运行中的应力分布、变形量，评估施工阶段可能产生的应力集中和裂缝风险。 3. 裂缝预测与控制： 裂缝产生机理： 分析温度应力、自收缩应力、外荷载等导致裂缝产生的机理。 裂缝模拟： 采用内聚力区模型、断裂力学等方法，模拟裂缝的萌生、扩展过程。 优化方案： 基于仿真结果，优化配合比设计、施工工艺、温度控制措施，以有效控制裂缝的产生和发展。 4. 渗流与固结仿真： 渗透模型： 建立考虑混凝土孔隙结构和微裂缝影响的渗流模型。 长期行为预测： 模拟坝体在长期荷载和水位变化下的渗流规律和固结变形，评估坝体的长期稳定性。 四、结论与展望 本书系统地总结了寒冷地区RCC坝施工的技术要点和难点，并强调了数值仿真技术在指导和优化施工中的重要作用。通过科学的材料选择、精细的施工工艺、严格的质量控制以及先进的数值模拟，可以有效克服寒冷地区RCC坝施工的技术挑战，确保工程的安全、经济和耐久。 展望未来，随着新材料、新工艺和新技术的不断发展，寒冷地区RCC坝的施工技术将更加成熟和完善。特别是在智能化监测、大数据分析和人工智能应用等方面，将为RCC坝的建设和运营提供更强大的技术支撑。 本书适用于： 水利水电工程、土木工程领域的科研人员。 从事大坝设计、施工、监理的工程师。 相关专业的在校研究生及高年级本科生。 对碾压混凝土坝技术及寒冷地区工程施工感兴趣的读者。

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