塑性混凝土

摘要：根据已建工程的施工经验，结合漫水湾塑性混凝土防渗墙的特点，介绍了塑性混凝土配合比的确定和对施工质量的控制。通过超声波检测表明，墙体整体均匀，致密性较好。

关键词：塑性砼；防渗墙；配合比；施工质量；控制

1概述

1.1漫水湾工程简介

漫水湾闸坝工程是国家重点工程大桥水库灌区的组成部分，是大桥水库二级控制性配水枢纽的首部。坝址位于四川凉山州冕宁县漫水湾镇安宁河中游上段。漫水湾闸坝坝高24m，坝轴线长279m，从左至右依次由土工膜心墙砂砾石副坝、左总干渠进水闸、两孔底孔冲砂闸、三孔表孔泄洪闸、右干渠进水闸及右岸混凝土重力坝构成。基础采用悬挂式塑性混凝土防渗墙和单排孔帷幕灌浆进行基础防渗，防渗墙最大深度41m，平均深度35m。防渗墙坐落在更新统桐子林组砂卵石堆积层上，局部穿过厚度较大的中细砂层。

1.2塑性混凝土简介

国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙，而我国是在80年代后期才首次应用成功的。这种材料的特点是抗压强度不高，一般可控制在R28＝0.5～2MPa，弹性模量较低，一般可控制在E28＝100～500MPa，渗透系数K＝

1 ×10-6～1×10-7cm/s。

塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别。黏土混凝土仅是在配合比中加入了少量的黏土，水泥用量并未大幅度降低，掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性和便于钻凿接头孔，并无降低弹性模量的目的。在对墙体内力分析研究中发现，当墙体材料的弹性模量降低到1 000MPa以下

时，已经和周围介质（地基土）的弹性模量接近，此时墙体适应变形能力大为提高，墙体的内力大为降低，特别是在一般情况下墙内不产生拉应力，因而也不必担心墙体因拉应力太大而开裂破坏。因此，它特别适用于地震较频繁的地区和周围介质（地基土）为砂石的地基。塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性模量下适应地基应力变化的特点，确保墙体不被外力破坏，而不需提高混凝土的等级或增加钢筋笼，故能大大节省工程投资。

我国在1990年首次将塑性混凝土防渗墙应用于水口水电站上、下游围堰防渗墙。以后采用塑性混凝土防渗墙的水利水电工程有：册田水库坝体防渗墙，十三陵抽水蓄能电站下围堰防渗墙，小浪底工程上游围堰防渗墙，宜昌民强水库坝体防渗墙，三峡主围堰防渗墙，漫水湾闸坝及土工膜心墙副坝防渗墙（7 500m2）。

2塑性混凝土配合比的确定

塑性混凝土的配合比与常规混凝土的配合比间存在较大差异。常规混凝土具有成熟的经验配合比，而塑性混凝土的发展史短，缺乏经验配合比，已建工程中塑性混凝土的防渗墙的配合比存在较大差异。塑性混凝土防渗墙工程混凝土配合比及物理力学性能见表1［1、 2］。

塑性混凝土在配合比方面的特点是水泥用量较少，一般约为80～170kg/m3，此外还需掺加部分黏土或（和）膨润土（塑性指标较高），对其它材料用量的要求与一般混凝土基本相同。有关试验表明［3］，只掺加膨润土的塑性混凝土（A种）、只掺加黏土的混凝土（B种）和同时掺加膨润土和黏土的塑性混凝土（C种）的三种混凝土具有不同的R～E相关关系（如图1所示）。

图1表明，当R相同时，A种混凝土的E值最小，C种混凝土的E值次之，B 种混凝土的E值最大。要配制出具有较低弹性模量和较高强度的塑性混凝土应采用A种混凝土较好。虽然塑性混凝土的E、R存在以上关系，但影响塑性混凝土防渗墙弹性模量的因素较多，如黏土和膨润土的黏粒含量和塑性指标、水泥的标号和品种、骨料的粒径和硬度（各种试验表明，骨料粒径大的塑性混凝土所能承受的强度和变形能力比骨料粒径小的塑性混凝土要小得多，即在塑性混凝土中宜选择一级配的粗骨料）、外加剂的型号和掺量等。这就决定了塑性混凝土配合比设计的难度和复杂性，需要花费更多的时间和人力物力。同时，基础防渗墙工程往往从工程一开始就组织施工（基础工程施工是关键工序），因此为确保工程的正常顺利开展，设计单位应事先根据当地的砂石骨料和水泥品种

进行塑性混凝土的室内配合比试验，确定塑性混凝土防渗墙的配合比。塑性混凝土防渗墙还有其它指标，如渗透系数或抗渗标号、坍落度、扩散度等，在工程施工中，承包商应根据设计提供的配合比和技术要求进行现场混凝土配合比的复核试验，以确定塑性混凝土施工配合比和最佳施工参数。

3施工质量控制

在施工上，塑性混凝土防渗墙的质量控制与普通混凝土和高强度混凝土基本相同，但应针对塑性混凝土防渗墙墙体自身的特点，采取一些专门控制措施。防渗墙工程是重要的隐蔽工程，尤其是塑性混凝土防渗墙的强度和弹性模量等力学指标一般不宜通过打孔取芯检测，为确保施工质量，需要进行严谨的施工和有效的质量监控。

3.1膨润土的掺加方式

在漫水湾闸坝工程中，膨润土的掺入方式先后采用了两种方式：(1)先将水泥、膨润土和砂石骨料混合干拌，然后加水进行搅拌；(2)将膨润土加入专用水池中，进行充分搅拌并配制成一定浓度，然后加入砂石骨料和水泥进行拌合。施工过程中，在第一种的方式下，膨润土经常形成粒径10～30mm的团块，不能形成泥浆，从而降低了膨润土在塑性混凝土中的作用，最终主要导致塑性混凝土弹性模量和强度增大。在第二种的方式下，膨润土不出现结块现象，分散很均匀，不仅保证了塑性混凝土的拌合质量与试验结果一致，还增大了坍落度。因此，建议在塑性混凝土拌合过程中，膨润土采用湿掺法。

3.2准备阶段的质量控制

施工准备是为施工阶段提供有效的、正常施工的物质条件和技术保障，作为质量控制人员的监理工程师应加强这方面的控制，严格控制并落实承包商的施

工设备、材料和技术力量。在施工准备阶段，除应做普通混凝土防渗墙的准备工作外，承包商应重点为施工作好以下方面的工作，而监理工程师也应对此进行重点控制：

（1）根据施工现场的条件和塑性混凝土防渗墙的技术要求，周密、详细地做好施工组织设计的编制和审查工作（与一般混凝土防渗墙相比，塑性混凝土防渗墙更应重视现场混凝土的配合比试验，黏土或/和/膨润土的掺和方法等内容）。

（2）投入塑性混凝土防渗墙混凝土浇筑的施工设备是否能满足工程实际需要，尤其是塑性混凝土拌合系统中膨润土掺加设备（黏土和/或膨润土制成泥浆或浆液掺加效果较好，建议采用湿加设备）和混凝土运输设备。混凝土运输设备应与运输距离相一致，出机口至浇筑现场的运输时间不能过长，因为混凝土在运输过程中坍落度、扩散度损失较大。

（3）按施工顺序、造孔方法和施工组织确定的槽孔划分原则合理地进行槽孔划分。

（4）根据设计提供的配合比和技术要求进行现场混凝土配合比的复核试验和材料的检测试验，塑性混凝土必须检测黏土/和膨润土的黏土含量与塑性指标，并满足设计及配合比要求。

（5）选择防渗墙中心线上具有典型代表的部位进行生产性试验，以确定造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等的施工工艺和参数。

3.3施工阶段的质量控制

在施工准备充分的条件下，承包商就可以进行防渗墙施工。施工过程中，承包商应严格按监理工程师批准的施工组织设计进行施工，监理工程师应派出经

验丰富的现场监理人员进行现场监理，并按重要隐蔽工程的要求实行旁站监理。作为塑性混凝土防渗墙，不仅具有普通混凝土防渗墙的一般施工要求，还应严格按以下方面进行施工和严格控制：

（1）在每次进行塑性混凝土浇筑前，应严格仔细检查砂石骨料的粒径，确保砂石骨料的粒径与试验确定的配合比所要求的粒径一致。

（2）膨润土若采用湿掺方式，应随时检查并控制液体浓度，确保实际掺入量与试验确定的配合比一致；若采用干掺方式，应考虑膨润土结块现象，实际掺入量应大于配合比量，具体量视拌合后结块现象而定。同时，应检查膨润土和水泥的保存质量。

（3）在防渗墙墙体浇筑前，应根据《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》制定浇筑方案。若运输时间和浇筑时停留时间太长，塑性混凝土的坍落度和扩散度的损失较严重，因此在制定浇筑方案时应充分考虑混凝土的运输方式和入仓方式。

（4）每个槽段在混凝土浇筑前，监理工程师应在现场监督承包商根据骨料的含水情况进行混凝土试拌，检查拌制混凝土的坍落度和扩散度。若运距较远，拌制混凝土应考虑运输和浇筑时的坍落度和扩散度的损失，必要时适当增大出机口的坍落度和扩散度使其超过设计值，以满足设计及规范要求。

（5）在浇筑过程中，可能因某种因素导致混凝土坍落度和扩散度损失严重而不能满足混凝土的浇筑要求，发生这种情况严禁直接向混凝土中加水。

（6）虽然塑性混凝土的扩散度较大，在浇筑过程中仍应确保混凝土面均匀上升，故应经

常测量混凝土面高程，并及时填绘浇筑指示图。

（7）塑性混凝土的坍落度损失快，为避免堵管事件，施工人员应经常提动导管（特别是浇筑速度较慢时），混凝土的拌合、运输应保证浇筑能连续进行。若因故中断，现场负责人员应根据具体情况及时采取应急措施进行处理。

（8）若对浇筑完成的塑性混凝土防渗墙进行帷幕灌浆，应特别注意控制灌浆压力，防止防渗墙破坏。

3.4施工质量的检查验收

塑性混凝土防渗墙与常规混凝土防渗墙一样都需进行混凝土质量检查和墙体质量检测，但在具体的检查方法上存在差异。

3.4.1混凝土质量检查

混凝土质量检查是指对已浇筑的塑性混凝土的物理力学性能的检查，主要应包括抗压强度、弹性模量、抗渗标号（或抗渗系数）。由于塑性混凝土的强度较低，不宜采用钻孔取芯的方法对成墙混凝土进行取芯，只能在混凝土浇筑时，现场取样成型试件，用试件的试验结果代替防渗墙的实际性能指标。

一般塑性混凝土的强度R28为0.5～2MPa。用常规混凝土渗透仪进行塑性混凝土的渗透试验时，由于试样为一个?175～?185和高150mm的截头圆锥体，常常在不大的渗水压力作用下，就会沿着混凝土试样与外面的金属筒之间接触面发生破坏。另外，由于塑性混凝土本身的黏结力较差，试验密封材料与试样黏结不牢而出现微小间隙，形成渗水通道。做抗渗标号试验时可以采用清华大学水电系研制的塑性混凝土渗透试验仪器进行试验，或采取专门的保护措施，以防加压时破坏试件，影响试验结果。

3.4.2墙体质量的检查

对混凝土防渗墙成墙质量的检查，现行采用的方法有钻孔取芯法、超声波法和地震透射层析成像（CT）法。对于塑性混凝土最好采用无损检测方法，如超声波和地震透射层析成像（CT）法，检测防渗墙的连续性和接头孔的连接质量。漫水湾工程采用了超声波检测。检查结果表明，防渗墙墙体整体均匀，致密性较好，墙体底部淤积少；局部致密性略差，对应测点的波速降到2 000m/s，对应的混凝土强度为1.3MPa左右。超声波测试成果见图2、3。

混凝土材料的塑性参数

詞蹄輿強薦起本來蛍裂議可創掲?來歌方函峙 *Maｔeriａl, Name=C25 *Coｎcｒｅｔe ｐrｅssioｎharｄｅninｇ 哘薦(ｋＮ/m2)本來哘延 1１690、, 0 16７00、,０、000８08693 1３２３9、8, 0、00２33739 ９８４１、２7, 0、００３863８9 7674、36，０、00５346４ ６248、4９, 0、00680245 525５、01, 0、00824305 45２7、9８，０、0096７4１4 3974、７3, 0、0１109９ 3540、4,0、01２5197 ＊Ｃoncreｔｅtｅnｓｉoｎｓｔifｆｅｎing １7９7、8, ０ 1７80、，０、0０0０25515 11９1、06, 0、000１35635 ８5９、48３, ０、0０02３6563 684、527，0、00０3３１898 5７６、455, ０、０0０4２484４ 502、469，0、０005１6573 448、233, 0、000607596 406、５1９, 0、00069８173 ３73、278, ０、00078８４46 １31、57, 0、０0３558７6 ＊Materｉal, Naｍｅ＝C30 *Concrｅte presｓｉon ｈarｄening 14070、, 0 20100、, 0、０008018９8 1４636、６, 0、０024５5９１ 1007３、3, 0、004０7992 ７５00、85, 0、005６3７5６ ５９３1、１3, ０、00７1617９ 4889、８6,０、008668３9 4153、４9,０、0101648 3607、，０、01１655 ３18６、09, ０、0131409 ＊Ｃｏncｒete ｔeｎｓion ｓtiffening ２０30、1，0 2010、, 0、０00０2８25６３ 1232、19, 0、0０0１4944 84９、０73, 0、０0025７46６ 660、524, ０、0003５9008 548、３71, 0、０0０458０02 473、４0４, 0、000555７57 419、35７, 0、０0065２８1５

ABAQUS混凝土塑性损伤模型

4.5.2 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下：

混凝土塑性损伤模型1

混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下：

混凝土材料地塑性参数

混凝土动力弹塑性分析的材料非线性参数取值 *Material, Name=C25 *Concrete compression hardening 应力 (kN/m2)塑性应变 11690.,0 16700.,0.000808693 13239.8,0.00233739 9841.27,0.00386389 7674.36,0.0053464 6248.49,0.00680245 5255.01,0.00824305 4527.98,0.00967414 3974.73,0.011099 3540.4,0.0125197 *Concrete tension stiffening 1797.8,0 1780.,0.000025515 1191.06,0.000135635 859.483,0.000236563 684.527,0.000331898 576.455,0.000424844 502.469,0.000516573 448.233,0.000607596 406.519,0.000698173 373.278,0.000788446 131.57,0.00355876 *Material, Name=C30 *Concrete compression hardening 14070.,0 20100.,0.000801898 14636.6,0.00245591 10073.3,0.00407992 7500.85,0.00563756 5931.13,0.00716179 4889.86,0.00866839 4153.49,0.0101648 3607.,0.011655 3186.09,0.0131409 *Concrete tension stiffening 2030.1,0

(仅供参考)Abaqus混凝土损伤塑性模型的参数标定

Abaqus 混凝土损伤塑性模型的参数标定 1. 塑性参数（Plasticity ） 1) 剪胀角（Dilation Angle ） = 30° 2) 流动势偏移量（Eccentricity ） 3) 双轴受压与单轴受压极限强度比 = 1.16 4) 不变量应力比 = 0.667 5) 粘滞系数（Visosity Parameter ） = 0.0005 2. 受压本构关系 应力-Yield Stress ：第一行应输入本构模型刚进入非弹性段非弹性应变为0时所对应的应力。 非弹性应变-Inelastic Strain （受拉时为开裂应变-Cracking Strain ）：根据应力按混凝土本构模型得出对应的应变值，并通过 , 和 ，得出非弹性应变。 3. 受压损伤因子（Damage Parameter ）计算 根据《Abaqus Analysis User's Manual (6.10)》 - 20.6.3 “Concrete damaged plasticity ”中公式： 假设非弹性应变 in c ε中塑性应变 pl c ε所占的比例为c β，通过转换可得损伤因子c d 的计算公式： () () 0 011in c c in c c c c E E d βεσβε-=+- 根据《ABAQUS 混凝土损伤塑性模型参数验证》规定，混凝土受压时c β的取值范围为0.35 ~ 0.7。

4. 受拉损伤因子（Damage Parameter ）计算 受拉损伤因子的计算与受压损伤因子的计算方法基本相同，只需将对应受压变量更换为受拉即可： () () 0011in t t in t t t t E E d βεσβε-=+- 而根据参考文献混凝土受拉时t β的取值范围为0.5 ~ 0.95。 5. 损伤恢复因子 受拉损伤恢复因子（Tension Recovery ）：缺省值0t w =。 受压损伤恢复因子（Compression Recovery ）：缺省值1c w =。

Abaqus混凝土材料模型解读与参数设置

Abaqus混凝土材料塑性损伤模型浅析与参数设置 【壹讲壹插件】欢迎转载，作者：星辰-北极星，QQ群：431603427 https://www.wendangku.net/doc/a515134964.html, Abaqus混凝土材料塑性损伤模型浅析与参数设置 (1) 第一部分：Abaqus自带混凝土材料的塑性损伤模型 (2) 1.1概要 (2) 1.2学习笔记 (2) 1.3 参数定义与说明 (3) 1.3.1材料模型选择：Concrete Damaged Plasticity (3) 1.3.2 混凝土塑性参数定义 (3) 1.3.3 混凝土损伤参数定义： (4) 1.3.4 损伤参数定义与输出损伤之间的关系 (4) 1.3.5 输出参数： (4) 第二部分：根据GB50010-2010定义材料损伤值 (5) 第三部分：星辰-北极星插件介绍：POLARIS-CONCRETE (6) 3.1 概要 (6) 3.2 插件的主要功能 (6) 3.3 插件使用方法： (6) 3.3.1 插件界面： (6) 3.3.2 生成结果 (7) 3.4、算例： (9) 3.4.1三维实体简支梁模型说明 (9) 3.4.2 计算结果： (9)

第一部分：Abaqus自带混凝土材料的塑性损伤模型 1.1概要 首先我要了解Abaqus内自带的参数模型是怎样的，了解其塑性模型，进而了解其损伤模型，其帮助文档Abaqus Theory Manual 4.5.1 An inelastic constitutive model for concrete讲述的是其非弹性本构，4.5.2 Damaged plasticity model for concrete and other quasi-brittle materials则讲述的塑性损伤模型，同时在Abaqus Analysis User's Manual 22.6 Concrete也讲述了相应的内容。 1.2学习笔记 1、混凝土塑性损伤本构模型中的损伤是一标量值，数值范围为（0无损伤~1完全失效[对于混凝土塑性损伤一般不存在]）； 2、仅适用于脆性材料在中等围压条件（为围压小于轴抗压强度1/4）； 3、拉压强度可设置成不同数值； 4、可实现交变载荷下的刚度恢复；默认条件下，由拉转压刚度恢复，由压转拉刚度不变； 5、强度与应变率相关； 6、使用的是非相关联流动法则，刚度矩阵为非对称，因此在隐式分析步设置时，需在分析定义other-》Matrix storate-》Unsymmetric。

混凝土的技术参数解释 较详细

混凝土的技术参数解释较详细 混凝土英文：Concretes 搅拌中的混凝土混凝土，简称为“砼（tóng）”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。 混凝土也称砼，是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。[编辑本段]混凝土的历史;混凝土锯片可以追溯到古老的年代，其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛（见无机胶凝材料）。 20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外加剂也开始使用。60年代以来，广泛应用减水

剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。 混凝土- 混凝土的种类按胶凝材料分有：①无机胶凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土等； ②有机胶结料混凝土，如沥青混凝土、聚合物混凝土等。 按容重分有:①重混凝土,容重2600～5500公斤/立方米甚至更大； ②普通混凝土,容重2400公斤/立方米左右；③轻混凝土，容重为500～1900公斤/立方米的轻集料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土等。 按使用功能分主要有：结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。 按施工工艺分主要有：离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有：素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。按混凝土拌合物的和易性分有：干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流 态混凝土等。[编辑本段]混凝土的原材料水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；进而通过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。一般说来，饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用，而且对混凝土的容重、强度和变

混凝土或其他脆性材料的塑性破坏

Damaged plasticity model for concrete and other quasi-brittle materials Products: Abaqus/Standard Abaqus/Explicit This section describes the concrete damaged plasticity model provided in Abaqus for the analysis of concrete and other quasi-brittle materials. The material library in Abaqus also includes other constitutive models for concrete based on the smeared crack approach.These are the smeared crack model in Abaqus/Standard,described in “Aninelastic constitutive model for concrete,”Section 4.5.1, and the brittle cracking model in Abaqus/Explicit, described in “A cracking modelfor concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3. stiffness recovery effects during cyclic loading; and rate sensitivity, especially an increase in the peak strength with strain rate. The plastic-damage model in Abaqus is based on the models proposed by Lubliner et al. (1989)and by Lee and Fenves (1998).The model is described in the remainder of this section.An overview of the main ingredients of the model is given first,followed by a more detailed discussion of the different aspects of the constitutive model. Overview

混凝土材料的塑性参数

混凝土材料的塑性参数

詞蹄輿強薦起本來蛍裂議可創掲?來歌方函峙*Material, Name=C25 *Concrete compression hardening 哘薦(kN/m2) 本來哘延 11690., 0 16700., 0.000808693 13239.8, 0.00233739 9841.27, 0.00386389 7674.36, 0.0053464 6248.49, 0.00680245 5255.01, 0.00824305 4527.98, 0.00967414 3974.73, 0.011099 3540.4, 0.0125197 *Concrete tension stiffening 1797.8, 0 1780., 0.000025515 1191.06, 0.000135635 859.483, 0.000236563 684.527, 0.000331898 576.455, 0.000424844 502.469, 0.000516573 448.233, 0.000607596 406.519, 0.000698173 373.278, 0.000788446

131.57, 0.00355876 *Material, Name=C30 *Concrete compression hardening 14070., 0 20100., 0.000801898 14636.6, 0.00245591 10073.3, 0.00407992 7500.85, 0.00563756 5931.13, 0.00716179 4889.86, 0.00866839 4153.49, 0.0101648 3607., 0.011655 3186.09, 0.0131409 *Concrete tension stiffening 2030.1, 0 2010., 0.0000282563 1232.19, 0.00014944 849.073, 0.000257466 660.524, 0.000359008 548.371, 0.000458002 473.404, 0.000555757 419.357, 0.000652815 378.298, 0.00074944 345.892, 0.000845777 118.271, 0.00380631

混凝土材料的塑性参数

. 詞蹄輿強薦起本來蛍裂議可創掲?來歌方函峙*Material, Name=C25 *Concrete compression hardening 哘薦(kN/m2) 本來哘延 11690., 0 16700., 0.000808693 13239.8, 0.00233739 9841.27, 0.00386389 7674.36, 0.0053464 6248.49, 0.00680245 5255.01, 0.00824305 4527.98, 0.00967414 3974.73, 0.011099 3540.4, 0.0125197 *Concrete tension stiffening 1797.8, 0 1780., 0.000025515 1191.06, 0.000135635 859.483, 0.000236563 684.527, 0.000331898 576.455, 0.000424844 502.469, 0.000516573 448.233, 0.000607596 406.519, 0.000698173 373.278, 0.000788446 131.57, 0.00355876 *Material, Name=C30 *Concrete compression hardening 14070., 0 20100., 0.000801898 14636.6, 0.00245591 10073.3, 0.00407992 7500.85, 0.00563756 5931.13, 0.00716179 4889.86, 0.00866839 4153.49, 0.0101648 3607., 0.011655 3186.09, 0.0131409 *Concrete tension stiffening

塑性混凝土

摘要：根据已建工程的施工经验，结合漫水湾塑性混凝土防渗墙的特点，介绍了塑性混凝土配合比的确定和对施工质量的控制。通过超声波检测表明，墙体整体均匀，致密性较好。 关键词：塑性砼；防渗墙；配合比；施工质量；控制 1概述 1.1漫水湾工程简介 漫水湾闸坝工程是国家重点工程大桥水库灌区的组成部分，是大桥水库二级控制性配水枢纽的首部。坝址位于四川凉山州冕宁县漫水湾镇安宁河中游上段。漫水湾闸坝坝高24m，坝轴线长279m，从左至右依次由土工膜心墙砂砾石副坝、左总干渠进水闸、两孔底孔冲砂闸、三孔表孔泄洪闸、右干渠进水闸及右岸混凝土重力坝构成。基础采用悬挂式塑性混凝土防渗墙和单排孔帷幕灌浆进行基础防渗，防渗墙最大深度41m，平均深度35m。防渗墙坐落在更新统桐子林组砂卵石堆积层上，局部穿过厚度较大的中细砂层。 1.2塑性混凝土简介 国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙，而我国是在80年代后期才首次应用成功的。这种材料的特点是抗压强度不高，一般可控制在R28＝0.5～2MPa，弹性模量较低，一般可控制在E28＝100～500MPa，渗透系数K＝ 1 ×10-6～1×10-7cm/s。 塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别。黏土混凝土仅是在配合比中加入了少量的黏土，水泥用量并未大幅度降低，掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性和便于钻凿接头孔，并无降低弹性模量的目的。在对墙体内力分析研究中发现，当墙体材料的弹性模量降低到1 000MPa以下

时，已经和周围介质（地基土）的弹性模量接近，此时墙体适应变形能力大为提高，墙体的内力大为降低，特别是在一般情况下墙内不产生拉应力，因而也不必担心墙体因拉应力太大而开裂破坏。因此，它特别适用于地震较频繁的地区和周围介质（地基土）为砂石的地基。塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性模量下适应地基应力变化的特点，确保墙体不被外力破坏，而不需提高混凝土的等级或增加钢筋笼，故能大大节省工程投资。 我国在1990年首次将塑性混凝土防渗墙应用于水口水电站上、下游围堰防渗墙。以后采用塑性混凝土防渗墙的水利水电工程有：册田水库坝体防渗墙，十三陵抽水蓄能电站下围堰防渗墙，小浪底工程上游围堰防渗墙，宜昌民强水库坝体防渗墙，三峡主围堰防渗墙，漫水湾闸坝及土工膜心墙副坝防渗墙（7 500m2）。 2塑性混凝土配合比的确定 塑性混凝土的配合比与常规混凝土的配合比间存在较大差异。常规混凝土具有成熟的经验配合比，而塑性混凝土的发展史短，缺乏经验配合比，已建工程中塑性混凝土的防渗墙的配合比存在较大差异。塑性混凝土防渗墙工程混凝土配合比及物理力学性能见表1［1、 2］。 塑性混凝土在配合比方面的特点是水泥用量较少，一般约为80～170kg/m3，此外还需掺加部分黏土或（和）膨润土（塑性指标较高），对其它材料用量的要求与一般混凝土基本相同。有关试验表明［3］，只掺加膨润土的塑性混凝土（A种）、只掺加黏土的混凝土（B种）和同时掺加膨润土和黏土的塑性混凝土（C种）的三种混凝土具有不同的R～E相关关系（如图1所示）。

最新混凝土材料的塑性参数

詞蹄輿強薦起本來蛍裂議可創掲?來歌方函峙*Material, Name=C25 *Concrete compression hardening 哘薦(kN/m2) 本來哘延 11690., 0 16700., 0.000808693 13239.8, 0.00233739 9841.27, 0.00386389 7674.36, 0.0053464 6248.49, 0.00680245 5255.01, 0.00824305 4527.98, 0.00967414 3974.73, 0.011099 3540.4, 0.0125197 *Concrete tension stiffening 1797.8, 0 1780., 0.000025515 1191.06, 0.000135635 859.483, 0.000236563 684.527, 0.000331898 576.455, 0.000424844 502.469, 0.000516573 448.233, 0.000607596 406.519, 0.000698173 373.278, 0.000788446 131.57, 0.00355876 *Material, Name=C30 *Concrete compression hardening 14070., 0 20100., 0.000801898 14636.6, 0.00245591 10073.3, 0.00407992 7500.85, 0.00563756 5931.13, 0.00716179 4889.86, 0.00866839 4153.49, 0.0101648 3607., 0.011655 3186.09, 0.0131409 *Concrete tension stiffening 2030.1, 0 2010., 0.0000282563 1232.19, 0.00014944 849.073, 0.000257466 660.524, 0.000359008 548.371, 0.000458002 473.404, 0.000555757 419.357, 0.000652815 378.298, 0.00074944 345.892, 0.000845777

塑性混凝土配合比试验研究及应用

塑性混凝土配合比试验研究及应用 作者:程瑶，张美霞单位:国地质大学土木工程系 [2006-7-7] 关键字:塑性混凝土-防渗墙-配合比 摘要:塑性混凝土作为一种新型的防渗墙墙体材料，在长江堤防防渗墙工程中得到了普遍的应用。为满足工程要求的强度、弹性模量、渗透系数等指标，对塑性混凝土进行了配合比试验，选出了符合工程要求的施工配合比。检测结果表明长江堤防防渗工程中塑性混凝土的各项指标均满足设计要求。塑性混凝土具有初始弹性模量低，极限变形大，渗透系数低的特点，能适应较大的变形，有利于改善防渗墙体的应力状态。 1 工程地质条件 武汉长江干堤加固工程拦江堤防渗墙起止桩号为8+300～10+500，全长2.2 km。堤身填筑土一般为历年分期填筑，就近取土加高培厚而成，主要为粉质粘土、砂壤土、壤土，部分堤段含有粉细砂、中细砂、碎石片、植物根茎等。填筑时压实程度不均匀，防渗性能差，极大地威胁着大堤的安全，必须采取防渗加固措施[1]。该段防渗加固的主体工程为塑性混凝土防渗墙。 2 塑性混凝土的特点 塑性混凝土是一种水泥用量很少并加入了膨润土(有时掺加粘土、粉煤灰)的混凝土，其水泥胶结物的粘结力低，从而使其强度大大降低，塑性变大。塑性混凝土防渗墙具有弹性模量低、极限应变大的优良特性，大大提高了防渗墙的安全性[2]。塑性混凝土的优良l生能主要取决于它的以下特性： (1)塑性混凝土具有极低的变形模量，而且可以人为控制其配合比，使其变形模量在较大范围内变化。 (2)塑性混凝土具有与土层形态非常相似的应力应变曲线，可以人为地选择与周围土层应力应变曲线相吻合的塑性混凝土配合比。 (3)塑性混凝土的极限应变值比普通混凝土大得多，普通混凝土的受压极限应变值为e =0.08% ～0. 3%，而塑性混凝土在无侧限条件下的极限应变超过1%，比普通混凝土大几倍甚至几十倍。 (4)在三向受力条件下塑性混凝土的强度有很大的提高，而且几乎与围压呈直线增大。这就意味着随着围压的增加，塑性混凝土的强度增加了，防渗墙的安全度得以提高。 3 塑性混凝土的技术指标 抗压强度R28=2 MPa；初始切线模量E0=300～600 MPa(最大允许值E0=1 000 MPa)；渗透系数K<1×10-7cm／s；浇筑时混凝土坍落度要求在18～24 cm；凝结时间：初凝>6.0 h，终凝<24.0 h。 4 施工配合比试验研究 4．1 主要原材料 (1)水泥：水泥为湖北黄冈水泥总厂生产的425号普通硅酸盐水泥，其主要力学指标符合GB171999标准。 (2)膨润土：试验使用湖南澧县湘北膨润土厂生产的膨润土。主要物理力学性能见表1。