[01204275]混凝土结构完整性分析方法与加固修复技术

混凝土是一种典型的准脆性材料,其易开裂的特性严重影响混凝土结构重大基础设施的安全运行和效能发挥,并造成国家资源和能源的极大浪费。本项目从2005年10月起至2017年12月止,经过13年的研究,建立了混凝土结构完整性的分析方法、限裂技术、加固与修复技术的三方面核心技术,形成了具有自主知识产权和经工程验证的技术成果体系。项目成果显著提升了我国混凝土结构的裂缝控制技术,改进了混凝土结构尤其是隧洞与大坝混凝土结构整体性的设计理论,前景广阔、意义重大。主要创新成果如下： （1）首次在实验室完成了采用真实水压力加载的有压隧洞大比尺模型试验。模型整体尺寸达到6.5m×5.5m×5.7m（长×深×高）,使用混凝土200多立方米,型材钢材30余吨,测点355个;确定了内水作用、外水作用和内外水共同作用三种不同工况下水荷载对混凝土衬砌结构的影响、内水外渗以及衬砌与围岩的共同作用,明确了水压力对混凝土衬砌结构的影响,为水工隧洞混凝土的限裂设计提供了相应基础;创新了大坝混凝土结构在外水作用下完整性的实验室测试方法,得出了大坝混凝土结构的水压分布并建立了混凝土裂缝的计算理论,建立了外水作用下大坝混凝土结构整体性及裂缝安全性的分析方法。 （2）设计了提高混凝土结构整体性的钢筋阻裂层与高韧性混凝土止裂带的阻裂技术,建立了混凝土结构在阻裂后的整体性分析方法与理论;提出了阻裂技术作用下混凝土结构裂缝安全性的计算理论,相比初始计算方法精确度从38%提高至10%以内;提出了布置于混凝土结构内部或表面的阻裂技术的优化形式,将混凝土结构的抗开裂能力至少提高了1倍,完整性能力提高了3.5倍以上。 （3）开发了纤维编织网与高韧性混凝土组合的增强基质,创新提出了高韧性混凝土用于粘结剂的界面结合技术,创建了增强开裂混凝土结构完整性的新型加固修复系统;确定了界面裂缝尺寸的计算方法,掌握了界面层厚度及基质层厚度与加固修复效果的关系规律,建立了加固修复系统的整体性与安全性的分析理论;建立了纤维增强复合材料修复开裂混凝土结构在外水作用下的了裂缝计算理论与结构整体性安全性分析方法。