[发明专利]一种考虑荷载作用的混凝土结构抗渗定量设计方法

说明书

本发明涉及一种考虑荷载作用的混凝土结构抗渗定量设计方法，包括以下步骤：1)获取混凝土持载状态下的超声波速‑应力比关系；2)获取混凝土卸载状态下的超声波速‑应力比关系；3)获取混凝土卸载状态下的抗渗水压‑应力比关系；4)根据超声波速‑应力比关系和抗渗水压‑应力比关系获取抗渗水压‑超声波速关系；5)根据超声波速‑应力比关系和抗渗水压‑超声波速关系获取抗渗水压‑应力比关系；6)获取多组混凝土持载状态下的抗渗水压‑应力比关系数据，去量纲化后拟合得到考虑荷载作用的混凝土结构抗渗设计计算公式；7)进行混凝土结构的抗渗设计。与现有技术相比，本发明具有设计全面、实用性高、定量化设计等优点。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及一种考虑荷载作用的混凝土结构抗渗定量设计方法。

背景技术

目前，我国对混凝土结构抗渗设计的方法不尽相同，但都没有考虑实际结构所受荷载作用对混凝土抗渗性能的影响，以针对建筑工程的《地下工程防水技术规范》为例，规范规定以结构埋深来确定混凝土抗渗水压要求，并以无应力状态下的逐级加压法来鉴定混凝土的抗渗水压是否满足要求。而实际工程结构所受的荷载作用会对混凝土产生微裂纹扩展等损伤影响，进而影响混凝土的抗渗性能，故现有的混凝土抗渗设计规定存在片面性。此外，在工程实际应用中通过掺入纤维的方式改善混凝土的抗渗性能时，大都只能依据试验结果确定纤维掺量，甚至仅依靠经验来确定纤维掺量，缺少定量设计依据，会对纤维混凝土抗渗的经济性及可靠性带来不利影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种设计全面、实用性高、定量化设计的考虑荷载作用的混凝土结构抗渗定量设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑荷载作用的混凝土结构抗渗定量设计方法，包括以下步骤：

1)获取混凝土持载状态下的超声波速-应力比关系；

2)获取混凝土卸载状态下的超声波速-应力比关系；

3)获取混凝土卸载状态下的抗渗水压-应力比关系；

4)根据超声波速-应力比关系和抗渗水压-应力比关系获取抗渗水压-超声波速关系；

5)根据超声波速-应力比关系和抗渗水压-超声波速关系获取抗渗水压-应力比关系；

6)获取多组混凝土持载状态下的抗渗水压-应力比关系数据，去量纲化后拟合得到考虑荷载作用的混凝土结构抗渗设计计算公式为：

P＝f(P₀,η,ω)＝P₀(7.7η³-10.8η²+2.4η+0.99)(-0.05ω²+0.15ω+1)

其中，P为具有某一原始抗渗水压及纤维掺量的混凝土在一实际应力比状态下的实际抗渗水压，P₀为通过《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》规定的逐级加压法测得的一组无应力状态素混凝土的抗渗水压(即原始抗渗水压)，抗渗水压是指按照逐级加压法抗渗试验，试件顶部出现渗水时的水压再减去0.1MPa，η为混凝土实际所受的持载状态应力比，ω为纤维混凝土的纤维掺量。需要说明的是，公式拟合过程中的所有量都是去量纲化的，而在去量纲化之前，原始抗渗水压P₀、应力比η及纤维掺量ω的单位分别为MPa、1及kg/m³；

7)根据考虑荷载作用的混凝土结构抗渗设计计算公式进行混凝土结构的抗渗设计。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

对同一配比下的混凝土标准立方体试块，通过压力试压机，分别施加多组不同应力比水平的荷载，每组持载3分钟，并在持载状态下利用超声波仪测试混凝土超声波速，得到混凝土持载状态下的超声波速-应力比关系。