CN107401141B

CN107401141B - 移动防洪墙的整体试验方法和装置

Info

Publication number: CN107401141B
Application number: CN201710742318.0A
Authority: CN
Inventors: 李慧敏; 陈守开; 王远明; 张凤德; 郭磊; 汪伦焰; 曹永超; 翟萧东; 武杨凯; 卓玛; 刘小会
Original assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Current assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2037-08-25
Also published as: CN107401141A

Abstract

本发明提供一种移动防洪墙立柱的整体试验方法和装置，以期全面弄清移动式防洪墙的综合性能，为工程的可靠应用提供支撑。通过移动防洪墙的整体试验装置进行渗漏试验和立柱破坏试验，可以整体了解移动防洪墙的整体状况，了解移动防洪墙的渗漏状况，在渗漏过程中的中柱应力变化和混凝土基础中应力和应变变化，了解渗漏与应力与应变关系。在对立柱进行超载破坏过程中，模拟立柱受到洪水冲击时的应力关系，此时立柱基础中的应力和应变变化，从而从整体上了解移动防洪墙的强度，找出薄弱点，进行改进。

Description

移动防洪墙的整体试验方法和装置

技术领域

本发明涉及防洪墙，尤其涉及移动防洪墙立柱的整体试验方法和装置。

背景技术

水是人类生存和发展的第一条件，我国城市多沿江河湖海岸边或依山傍水修建。由于城市所处地理位置的特殊性，不同程度地面临着水灾的威胁，所以多采用防洪墙与堤进行防洪，由于城市沿江一带有交通要道，建筑群密集，有时因已建工程的限制，或因城市规划发展的需要，或因土源所限，只得采用防洪墙，以减少占地和拆迁。为了应对不同的防汛高度或方便人们的生活与观赏海景，出现了移动式防洪墙，但是移动式防洪墙的渗漏问题是其防洪效果的一个主要问题，而且面对洪水的冲击，移动防洪墙的强度毕竟有所减弱，为了防止洪水冲塌移动防洪墙，需要对移动防洪墙进行试验。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种移动防洪墙立柱的整体试验方法和装置，以期全面弄清移动式防洪墙的综合性能，为工程的可靠应用提供支撑。

本发明的技术方案为：一种移动防洪墙立柱的整体试验方法，其特征在于：包括渗漏实验方法和立柱破坏实验方法，渗漏实验方法在原型试验区进行，立柱破坏实验方法在破坏性试验区进行，原型试验区和破坏性试验区下方为底板；

（一）渗漏实验方法包括一下步骤：

（a）在原型试验区的底板上方建造蓄水池，蓄水池设有开口，开口的两端设有边柱，两端的边柱中间间隔设有中柱，边柱与中柱之间，相邻的中柱之间安装有防洪挡板，防洪挡板与中柱、边柱联合堵住开口，中柱下方为中柱基础，中柱与底板之间通过中柱基础连接，中柱基础为钢筋混凝土基础；

（b）对蓄水池进行蓄水，蓄水至一定高度H1时，停止蓄水，经一定时间，水位降至H2；以H2为0时刻，记录下不同时刻的水位H，观测频次为6h~12h一次，至150h止，此后，300h再观测水位为Hn；在蓄水试验过程中，记录中柱和挡板不同时刻应变数据，中柱基础内不同时刻的钢筋和混凝土的应变数据；

（二）立柱破坏实验方法包括以下步骤：

（a）在破坏性试验区的底板上方或一侧建造立柱，破坏性试验区的底板上建造或架设有对立柱进行施力的加载机构，立柱下方为立柱基础，立柱基础为钢筋混凝土基础；

（b）采用超载法进行破坏试验：分级进行超载，直至立柱与立柱基础发生破坏；在试验中观测各级荷载下立柱与立柱基础的变形及破坏过程，在加载过程中，记录立柱不同时刻的应变和位移变化，立柱基础内的钢筋和混凝土的应变。

原型试验区的建造包括以下步骤：

（1）建造试验基地的底板：

a、平整场地，在平整好的场地上进行底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑；

b、垫层浇筑后，在底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑上进行钢筋绑扎，焊接，留出中柱预埋件和边柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件和边柱与预埋件或在中柱预埋件和边柱预埋件的空隙内直接安装中柱预埋件和边柱预埋件；在中柱预埋件周围的钢筋上安装钢筋计，绑扎应变计，底板、中柱基础和边柱基础采用通仓连续浇筑方式浇筑混凝土，进行养护，完成底板、中柱基础和边柱基础的施工；在中柱基础的中柱柱预埋件上方建造中柱，在边柱基础的边柱预埋件上方建造边柱，在中柱上安装应变测量装置，测量中柱的应变和挠度变化；

（2）建造蓄水池：

在底板上建造蓄水池，建造蓄水池的钢筋砼墙，在边柱与中柱之间安装防洪挡板；沿防洪挡板正反两面安装应变测量装置，挡板与中柱接触部位安装应变测量装置；

（3）安装蓄水池防水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚，完成原型试验区的建设。

立柱破坏性试验区的建造包括以下步骤：

（1）建造底板和立柱基础：平整场地，在平整好的场地上浇铸底板垫层和立柱基础垫层，在底板垫层和立柱基础垫层上绑扎钢筋，留出立柱预埋件的空隙，等立柱基础浇铸完成后再安装立柱预埋件或在立柱预埋件的空隙内直接安装立柱预埋件；在立柱预埋件周围的钢筋上安装钢筋计，绑扎应变计，然后浇筑混凝土，进行养护，完成底板和立柱基础施工；在立柱基础的立柱预埋件上方建造立柱，在立柱上安装应变片测量装置，测量立柱的应变变化；

（2）、建设安装加载机构：反力架通过若干地锚螺栓固定在底板上，千斤顶设置在立柱与反力架中间，一端与立柱接触，另一端与反力架接触，在与千斤顶相对的立柱的另一侧，设置参照物，立柱与参照物之间安装有位移测量装置，测量在千斤顶的施力下立柱相对参照物的位移。

一种移动防洪墙立柱的整体试验装置，包括原型试验区，立柱破坏性试验区和试验备用区；各区包括底板垫层和底板，底板垫层位于底板下方，底板为钢筋混凝土结构；原型试验区与立柱破坏性试验区、试验备用区之间通过在底板上设置伸缩缝隔开；

原型试验区还包括底板上的蓄水池，蓄水池设有开口，开口的两端设有边柱，两端的边柱中间间隔设有中柱，边柱与中柱上开设有安装槽，安装槽内安装防洪挡板；中柱下方分别设有中柱基础，中柱基础为扩大基础Ⅰ，中柱基础上部与中柱下部之间设有中柱预埋件；中柱基础的下端所在高度低于底板下端所在高度，中柱基础的上端与底板上端位于同一高度；中柱基础内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，中柱基础内设置有监测混凝土变化的应变计；防洪挡板和中柱上设有应变测量装置；蓄水池设有放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚；

立柱破坏性试验区还包括立柱基础，立柱基础下端高度低于底板下端所在高度，立柱基础为扩大基础Ⅱ，扩大基础Ⅱ包括中部的钢筋混凝土基础Ⅰ和钢筋混凝土基础Ⅰ周围的钢筋混凝土基础Ⅱ，钢筋混凝土基础Ⅰ的上端高度高于钢筋混凝土基础Ⅱ的上端高度和底板高度，靠近底板垫层的钢筋混凝土基础Ⅰ的一侧的钢筋混凝土基础Ⅱ上方也设有底板，钢筋混凝土基础Ⅰ上方设有立柱，钢筋混凝土基础Ⅰ的上部和立柱的下部之间设有立柱预埋件；立柱基础内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，立柱基础内设置有监测混凝土变化的应变计；底板上方设有对立柱施力的加载机构，与加载机构相对的立柱的另一侧，设置有参照物，立柱与参照物之间设置有位移测量装置，立柱上设有应变片测量装置。

加载机构包括设在底板上方的反力架，反力架通过若干地锚螺栓固定在底板上，千斤顶设置在立柱与反力架中间，一端与立柱接触，另一端与反力架接触。

所述的反力架为龙门框架，安装在底板上，采用锚杆固定，加载油缸上置于龙门框架的上部横梁上。

所述的应变计直接埋设在立柱基础、和中柱基础的混凝土内，用以监测混凝土内部的应变，在立柱预埋件和中柱预埋件附近布置3根振弦式应变计，振弦式应变计可同步测量埋设点的温度。

立柱上位移量测点与应变量测点高度一致。

应变测量装置采用电阻应变片，在立柱、中柱、和防洪挡板上的每个测点布置三片互成45°的直角式应变片，应变片布置在立柱两次，每侧布置三个测点。

位移测量装置采用直线位移传感器，在参照物上靠近立柱的一侧布置水平向位移传感器。

本发明的有益效果为，通过移动防洪墙的整体试验装置进行渗漏试验和立柱破坏试验，可以整体了解移动防洪墙的整体状况，了解移动防洪墙的渗漏状况，在渗漏过程中的中柱应力变化和混凝土基础中应力和应变变化，了解渗漏与应力与应变关系。在对立柱进行超载破坏过程中，模拟立柱受到洪水冲击时的应力关系，此时立柱基础中的应力和应变变化，从而从整体上了解移动防洪墙的强度，找出薄弱点，进行改进。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是图1中B-B向剖面图。

图3是图1中C-C向剖面图。

图4是立柱破坏性试验区的结构示意图。

图5是预埋件周围迎水面钢筋配筋图。

图6是图5的A-A向剖面图。

图7为原型试验区直接浇筑预埋件钢筋计实测相对值。

图8为原型试验区预留槽孔预埋件钢筋计实测相对值。

图9为原型试验区蓄水不同高度时，直接浇筑预埋件应变计实测相对值。

图10为原型试验区应变片（横向）实测最大值随高度分布规律。

图11是破坏性试验区立柱斜向应变与荷载关系图。

图12是破坏性试验区立柱径向位移与荷载关系图。

图13是破坏性试验区混凝土应变与荷载关系图。

图14是破坏性试验区钢筋应力与荷载关系图。

图15是破坏性试验区立柱残余位移与高度的关系图。

图16是原型试验区直接安装法中柱预埋件周围的钢筋计与应变计布设的主视图。

图17是图16的左视图。

图18是图16的俯视图。

图19是原型试验区预留槽孔安装法中柱预埋件周围的钢筋计与应变计布设的主视图。

图20是图19的左视图。

图21是图19的俯视图。

图22是破坏性试验区立柱预埋件周围的钢筋计与应变计布设的主视图。

图23是图22的左视图。

图24是图22的俯视图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种移动防洪墙立柱的整体试验装置，包括原型试验区27，立柱破坏性试验区28和试验备用区29；各区包括底板垫层1和底板6，底板垫层1位于底板6下方，底板为钢筋混凝土结构；原型试验区与立柱破坏性试验区、试验备用区之间通过在底板上设置伸缩缝30隔开；

原型试验区还包括底板6上的蓄水池14，蓄水池14的三面墙体为钢筋砼墙31，另一面设有开口，开口的两端设有与钢筋砼墙相连的边柱17，边柱为钢筋砼柱，两端的边柱17中间间隔设有中柱18，钢筋砼柱与中柱18上开设有安装槽19，安装槽19内安装防洪挡板20；中柱和边柱下方分别设有中柱基础21和边柱基础22，中柱基础21和边柱基础22为扩大基础Ⅰ，中柱基础上部与中柱下部之间设有中柱预埋件23，边柱基础上部和边柱下部之间设有边柱预埋件24；扩大基础下方设有基础垫层，分别为中柱基础垫层25和边柱基础垫层26，中柱基础垫层25和边柱基础垫层26的下端所在高度低于底板垫层1下端所在高度，中柱基础21和边柱基础22的下端所在高度低于底板6下端所在高度，中柱基础21和边柱基础22上端与底板6上端位于同一高度；中柱基础21内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，中柱基础21内设置有监测混凝土变化的应变计；防洪挡板20、中柱18上设有应变测量装置；蓄水池设有放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚。

立柱破坏性试验区还包括立柱基础垫层2，立柱基础垫层2下端高度低于底板垫层1下端所在高度，立柱基础垫层2上方设有立柱基础3，立柱基础3为扩大基础Ⅱ，扩大基础Ⅱ包括中部的钢筋混凝土基础Ⅰ4和钢筋混凝土基础Ⅰ周围的钢筋混凝土基础Ⅱ5，钢筋混凝土基础Ⅰ4的上端高度高于钢筋混凝土基础Ⅱ5的上端高度和底板6高度，靠近底板垫层1的钢筋混凝土基础Ⅰ4的一侧的钢筋混凝土基础Ⅱ5上方也设有底板6，钢筋混凝土基础Ⅰ4上方设有立柱7，立柱位于破坏性试验区的底板上或底板一侧，钢筋混凝土基础Ⅰ4的上部和立柱7的下部之间设有立柱预埋件8；立柱基础4内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，立柱基础内设置有监测混凝土变化的应变计；底板6上方设有加载机构；加载机构包括底板上方的反力架9，反力架通过若干地锚螺栓固定在底板6上，千斤顶10设置在立柱与反力架中间，一端与立柱接触，另一端与反力架接触，与千斤顶相对的立柱的另一侧，设置有参照11，立柱与参照物之间设置有位移测量装置15，立柱上设有应变片测量装置16。中柱预埋件、和立柱预埋件的迎水面钢筋配筋图相同，在原型试验区的迎水面是指预埋件朝向水的一面，破坏性试验区的迎水面是指预埋件直接承载千斤顶施加力的侧面。如图5和图6所示，迎水面钢筋配筋表如表1所示；

所述的移动防洪墙立柱的整体试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、建造，按移动防洪墙立柱的整体试验装置结构进行建造

1、原型试验区的建造

（1）建造试验基地的底板：

b、垫层浇筑后，在底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层上进行钢筋绑扎、焊接，留出中柱预埋件和边柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件和边柱与预埋件或在中柱预埋件和边柱预埋件的空隙内直接安装中柱预埋件和边柱预埋件；在中柱预埋件周围的钢筋上安装钢筋计，在中柱预埋件的迎水面、轴线、背水面各绑扎一个应变计；底板、中柱基础和边柱基础采用采用通仓连续浇筑方式浇筑混凝土，并养护至28d龄期，完成底板、中柱基础和边柱基础的施工；在中柱基础的中柱预埋件上方建造中柱，在边柱基础的边柱预埋件上方建造边柱，在中柱和边柱上安装应变测量装置，测量中柱和边柱的应变和挠度变化；

（2）建造蓄水池：

在底板上建造蓄水池，蓄水池有效蓄水面积约30.745m²，蓄水至设计高度1.8m时，蓄水池体积约为55.341m³；建造蓄水池的钢筋砼墙，在边柱与中柱之间安装防洪挡板；沿防洪挡板正反两面安装应变测量装置，挡板与中柱接触部位安装应变测量装置；

（3）安装蓄水池防水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚，完成原型试验区的建设；

2、立柱破坏性试验区的建造

（1）建造底板和立柱基础：平整场地，在平整好的场地上浇铸底板垫层和立柱基础垫层，在底板垫层和立柱基础垫层上绑扎钢筋，留出立柱预埋件的空隙，等立柱基础浇铸完成后再安装立柱预埋件或在立柱预埋件的空隙内直接安装立柱预埋件；在立柱预埋件周围的钢筋上安装钢筋计，在立柱预埋件的迎水面、轴线、背水面各绑扎一个应变计，然后浇筑混凝土，并养护至28d龄期，完成底板和立柱基础施工；在立柱基础的立柱预埋件上方建造立柱，在立柱上安装应变片测量装置，测量立柱的应变变化；备用试验区的底板与立柱破坏性试验区的底板一同建造；

（2）、建设安装加载机构：反力架通过若干地锚螺栓固定在底板上，采用锚杆固定，千斤顶设置在立柱与反力架中间，一端与立柱接触，另一端与加载油缸连接，加载油缸与千斤顶水平连接，置于龙门框架的上部横梁上，立柱上部与千斤顶的接触点设有固定千斤顶施力端的固定垫座，通过加载油缸，千斤顶对立柱施压，千斤顶为双向液压加载装置；

在与千斤顶相对的立柱的另一侧，设置参照物，立柱与参照物之间安装有位移测量装置，测量在千斤顶的施力下立柱相对参照物的位移。

加载油缸为水平加载油缸，水平加载油缸是试验系统的重要执行元件，试验系统通过油缸对被测试件施加规定试验载荷，推力300 kN，油缸行程：200mm。水平加载油缸的活塞杆的支撑采用金属支撑，标配高精度轮辐式拉压力传感器，油缸采用电动加载油泵加载。

二、试验

1、在立柱破坏性试验区，采用超载法进行破坏试验：在加载至正常荷载的基础上，分级进行超载，直至立柱与立柱基础发生破坏；在试验中观测各级荷载下立柱与立柱基础的变形及破坏过程，试验中期，加载至2倍正常水荷载，在加载过程中，记录立柱不同时刻应变片、位移计数据，立柱基础不同时刻钢筋计、应变计数据，记录可以采用无线自动采集装置进行记录。如本次试验采取液压千斤顶连续加载的方式，分别在千斤顶加载为0kN、25kN、50 kN、75 kN和97 kN时进行测量。

2、在原型试验区开展蓄水试验

对蓄水池进行蓄水，蓄水至一定高度H1时，停止蓄水，经一定时间，水位降至H2。以h2为0时刻，记录下不同时刻的水位H，观测频次为6h~12h一次，至150h止，此后，300h再观测水位为Hn；在蓄水试验过程中，，采用基康仪器股份有限公司生产的自动化数据采集仪BGK-Micro-40自动采集和记录中柱和防洪挡板不同时刻应变片数据，中柱基础内不同时刻钢筋计、应变计数据。

底板、立柱基础、中柱基础垫层和边柱基础垫层为素砼垫层；

钢筋计穿设在立柱基础和中柱基础内的钢筋上，用于监测立柱基础和中柱基础内的钢筋应力变化；所述的应变计直接埋设在立柱基础和中柱基础内的混凝土内，用以监测混凝土内部的应变，在立柱基础和中柱基础附近布置3根振弦式应变计，振弦式应变计可同步测量埋设点的温度；

立柱上位移量测点与应变量测点高度一致。

测量设备具体布置及结果分析

一、原型试验区

（1）原型试验区的试验测量设备的具体布置

1、钢筋计的布置

（1）直接安装法中柱预埋件四周布设钢筋计6支，钢筋计布设如图16、图17和图18所示。

① 配筋图中1号钢筋（直径为14mm、长970mm、1个135°弯钩），距钢筋弯钩500mm处，在迎水面40中柱预埋件中轴线右侧布置1个钢筋计，编号为Z1-R1；

② 配筋图中2号钢筋（直径为12mm、长840—660—840的箍筋），660mm平直段中间部位300mm处，距离中柱预埋件右侧最近1根箍筋，需1个钢筋计，编号为Z1-R2;

③ 配筋图中3号钢筋（直径10mm、长1940mm的纵向钢筋），迎水面40第1层外加一根12mm的钢筋在中间位置970mm布置钢筋计，编号为Z1-R3；

④ 垂直于系统轴线、直径为16mm、长940—510—940的U型钢筋靠近迎水面40竖直段500mm处，需1个钢筋计，编号为Z1-R4；

⑤ 中柱预埋件顶板下部6cm、迎水面第1根、第2根直径16mm、长1910mm的纵向钢筋中间部位950mm布置钢筋计，编号为Z1-R5、Z1-R6。

（2）预留槽孔安装法中柱预埋件周围布设钢筋计7支，钢筋计布设如图19、图20和图21所示。

① 配筋图中1号钢筋（直径为14mm、长970mm、1个135°弯钩），距中柱预埋件顶板560mm处，在迎水面中柱预埋件中轴线右侧布置1个钢筋计，编号为Z2-R1，与Z1-R1进行对比；

② 配筋图中3号钢筋（直径10mm、长1940mm的纵向钢筋），迎水面40第1层外加一根12mm的钢筋在中间位置970mm布置钢筋计，编号为Z2-R2，与Z1-R3进行对比；

③ 配筋图中5号钢筋（直径为25mm、长740—400—740的支撑预埋件U型钢筋），中柱预埋件中轴线右侧在长740mm竖直段距预埋件顶板500mm处布置1根钢筋计，编号为Z2-R3；

④ 垂直于系统轴线，直径为16mm、长940—510—940的U型钢筋，中柱预埋件中轴线右侧长940mm竖直段迎水面40、距中柱预埋件顶板350mm处，布置1根钢筋计，编号为Z2-R4；

⑤ 垂直于系统轴线，焊接在预埋件底板上直径为16mm、长740—400—740的U型钢筋，中柱预埋件中轴线左侧长740mm竖直段迎水面、距预埋件顶板370mm处，布置1根钢筋计，编号为Z2-R5；

⑥ 平行于系统轴线，靠近迎水面第1根、第2根直径为16mm、长940—400—940的U型钢筋，中柱预埋件中轴线左侧长940mm竖直段距中柱预埋件顶板370mm处，分别布置1根钢筋计，编号为Z2-R6、Z2-R7。

2、应变计布置

应变计共布置9支，描述如下：

在预埋件迎水面螺栓布置1个应变计编号为S-1、预埋件轴线布置一个应变计编号为S-2，背水面螺栓附近布置1个应变计S-3，两个中柱，共需2×3=6支应变计。直接安装法中应变计布设如图16、图17和图18所示，预留槽孔安装法计布设如图19、图20和图21所示。

3、应变片布置

（3）在中柱基础、中柱预埋件、立柱基础、立柱预埋件中，将应变片布置在接触部位周围以及中柱中截面，测定基础、中柱柱角、中柱中截面应变值，同时配合位移计的布置，测定挡板及中柱的应力应变及变形值。

（2）原型试验区，蓄水试验结果分析

未蓄水时（蓄水高度为0cm时）设定为0MPa，考察蓄水后对钢筋计应力的影响。未蓄水时（蓄水高度为0cm时）设定为0με，考察蓄水后对应变计应变的影响。

原型试验区蓄水后结果分析

附图7为原型试验区直接浇筑预埋件钢筋计实测相对值（以下简称Z1钢筋计）；附图8为原型试验区预留槽孔中柱预埋件钢筋计实测相对值（以下简称Z2钢筋计）；附图9为原型试验区蓄水不同高度时，直接浇筑中柱预埋件应变计实测相对值；附图10为原型试验区应变片（横向）实测最大值随高度分布规律。

（1）由钢筋计实测结果可知，蓄水初期，Z1钢筋计应力会发生一个突然变化，此后恢复正常，并随着蓄水高度的增加，逐渐向受拉方向发展或拉应力逐渐增大，趋势基本正确。当然，关于蓄水初期钢筋计应力突变的现象，也是正常的，这是由于直接浇筑中柱预埋件形成的是中柱预埋件-中柱基础的整体结构，因此在初次受荷时，钢筋计反应更加敏感，且会产生一个应力集中的现象，但这一现象会随着钢筋计适应外载的变化逐渐消除。

与Z1不同，Z2是中柱预埋件采用预留槽孔浇筑而成的，中柱预埋件槽孔部分与中柱基础部分并未形成整体结构，因此，在初次蓄水时，只有Z2-R2反应明显（注：由图7-24可知，Z2-R2位于中柱基础混凝土内，而不是像其他钢筋计布设在预留槽孔混凝土中），其他钢筋计变化则不明显。由此可知，预留槽孔法会使中柱柱-中柱预埋件-槽孔混凝土形成相对独立的一种构件，而不是与直接浇筑法一样，中柱预埋件与中柱基础形成整体。因此，预留槽孔法对整体安全而言相对不利。

当然，从蓄水试验来看，钢筋计在蓄水正常后，受力均不大，如在正常蓄水位1.8m，最大拉应力分别为0.78MPa（Z1-R2）和0.87MPa（Z2-R4）。

（2）由应变计实测结果可知，初次蓄水后，混凝土应变计也发生较大变化，并在蓄水至0.8cm时开始趋于正常，当蓄水达到1.8m时，Z1-S1直接安装法达到最大5.18个微应变（拉伸），Z2-S2预留槽孔法达到最大5.94个微应变（拉伸）。而与Z2-S2相同位置的Z1-S1的微应变仅1.88（拉伸）。Z1-S3和Z2-S3处于受压状态。

由此可知，相比直接安装法，预留槽孔法会使混凝土拉伸应变增大，尽管实测值不大，但从趋势上来讲是相对不利的。

（3）蓄水后，各部位应变片均对水荷载做出反应，以防洪挡板中部应变片（横向）为例进行说明。由应变片实测结果可知，应变片距离基础越近，产生的最大应变值就越大，相反越高，应变值就越小，实测底部第一块挡板中部测得最大拉伸应变385个微应变，由下而上第七块挡板测得应变-4个微应变，由下至上实测最大应变值满足一元二次方程的基本变化规律。

二、破坏性试验区

（1）试验测量设备布置

1、应变花C1、C2分别布置在立柱两侧面上，距离立柱基础的钢筋混凝土基础Ⅰ上端面1.02m，用于观测立柱自身变形；位移计A1、A2、A3布置在立柱背水面，分别距离立柱基础的钢筋混凝土基础Ⅰ上端面高度为0.25m、1.02m和1.57m，用于测量立柱整体变位。

2、破坏性试验预埋件周围布设钢筋计4支，如图22、图23和图24所示。

① 配筋图中1号钢筋（直径为14mm、长970mm、1个135°弯钩），距立柱预埋件顶板380mm处，在迎水面40立柱预埋件中轴线右侧布置1个钢筋计布置，编号为R1；

② 配筋图中2号钢筋（直径为12mm、长840—660—840的箍筋），660mm平直段中间部位，在立柱预埋件中轴线右侧布置1根钢筋计，编号为R2；

③ 配筋图中3号钢筋（直径10mm、长1940mm的纵向钢筋），在钢筋中间部位布置，迎水面40第1层，需1个钢筋计，编号为R3（距立柱预埋件顶板100mm处）；

④ 垂直于系统轴线、直径为16mm、长940—510—940的U型钢筋靠近迎水面40竖直段480mm处，立柱预埋件中轴线右侧布置，布置1个钢筋计，编号为R4；

3、应变计共布置2支，如图22、图23和图24所示，在立柱预埋件迎水面40螺栓布置1个应变计编号为S1、立柱预埋件轴线布置一个应变计编号为S2。

（2）破坏性试验区，采用采用超载法进行破坏试验分析

加载时，如附图11所示，立柱斜向应变C1和C2随荷载呈线性变化，加载曲线与卸载曲线基本一致，且C1和C2方向相反、数值相近，50kN和97kN荷载下应变值分别约500με和1000με，说明在加载过程中立柱一直处于弹性阶段。如附图12所示，立柱整体径向变位表现为上部大于下部，最大值出现在立柱上部，如位移计A3在50kN时值为9.8mm，97kN时为17.1mm，立柱径向变位随荷载变化呈现非线性变化。如附图15所示，卸载后A1、A2和A3实测残余位移分别为0.17mm、0.36mm和0.50mm，残余位移与位移计所在高度恰好呈线性关系，即立柱也处于弹性阶段，因此该残余位移应由立柱预埋件的立柱基础引起。

由附图13混凝土的应变-荷载曲线可知，加载至25kN左右，混凝土即由弹性阶段进入塑性阶段，如S1和S2在加载至97kN是分别达到97.34με和-389.47με，此时S1已经接近混凝土极限拉伸变形值，卸载后的残余应变分别为6.50με和-26.39με。这一点也可以从附图14钢筋计的应力-荷载曲线看出，加载不超过25 kN时，应力随荷载呈线性变化，说明此时钢筋与混凝土处于协调变形的弹性阶段，继续加载则应力随荷载表现出非线性变化，且卸载后存在残余应力，其值分别为0.39 MPa（R1）、0.20 MPa（R2）、0.16 MPa（R3）和0.10 MPa（R4），由于试验采用HRB335级钢筋，负荷后钢筋应力远未达到其屈服条件，因此钢筋计显示的残余应力是混凝土塑性变形引起的。此外，钢筋计的应力规律整体表现为R2＞R1＞R4＞R3，如加载至97kN，R1~R4实测最大应力值分别为8.50 MPa、12.50 MPa、2.70 MPa、3.63MPa，说明立柱受水平荷载时，立柱预埋件侧面受力最大，其次是立柱预埋件迎水面，因此，若发生破坏，启裂点应是从立柱预埋件两侧面逐渐向迎水面发展。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种移动防洪墙的整体试验方法，其特征在于：包括渗漏试验方法和立柱破坏试验方法，渗漏试验方法在原型试验区进行，立柱破坏试验方法在破坏性试验区进行，原型试验区和破坏性试验区下方为底板（6）；

（一）渗漏试验方法包括以下步骤：

（a）在原型试验区的底板（6）上方建造蓄水池（14），蓄水池（14）设有开口，开口的两端设有边柱（17），两端的边柱（17）中间间隔设有中柱（18），边柱与中柱之间，相邻的中柱之间安装有防洪挡板（20），防洪挡板（20）与中柱和边柱联合堵住开口，中柱下方为中柱基础，中柱与底板之间通过中柱基础连接，中柱基础为钢筋混凝土基础；中柱基础内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，中柱基础内设置有监测混凝土变化的应变计；防洪挡板和中柱上设有应变测量装置；

（二）立柱破坏试验方法包括以下步骤：

（a）在破坏性试验区的底板（6）上方或一侧建造立柱（7），破坏性试验区的底板（6）上建造或架设有对立柱进行施力的加载机构，立柱下方为立柱基础（3），立柱基础（3）为钢筋混凝土基础；立柱基础内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，立柱基础内设置有监测混凝土变化的应变计，与加载机构相对的立柱的另一侧，设置有参照物，立柱与参照物之间设置有位移测量装置，立柱上设有应变测量装置；

（b）采用超载法进行破坏试验：分级进行加载，直至立柱与立柱基础发生破坏；在试验中观测各级荷载下立柱与立柱基础的变形及破坏过程，在加载过程中，记录立柱不同时刻的应变和位移变化，立柱基础内的钢筋和混凝土的应变。

2.根据权利要求1所述的移动防洪墙的整体试验方法，其特征在于：

原型试验区的建造包括以下步骤：

（1）建造试验基地的底板：

b、垫层浇筑后，在底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层上进行钢筋绑扎，焊接，留出中柱预埋件和边柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇筑完成后再安装中柱预埋件和边柱预埋件或在中柱预埋件和边柱预埋件的空隙内直接安装中柱预埋件和边柱预埋件；在中柱预埋件周围的钢筋上安装钢筋计，绑扎应变计，底板、中柱基础和边柱基础采用通仓连续浇筑方式浇筑混凝土，进行养护，完成底板、中柱基础和边柱基础的施工；在中柱基础的中柱预埋件上方建造中柱，在边柱基础的边柱预埋件上方建造边柱，在中柱上安装应变测量装置，测量中柱的应变和挠度变化；

（2）建造蓄水池：

3.根据权利要求1所述的移动防洪墙的整体试验方法，其特征在于：

立柱破坏性试验区的建造包括以下步骤：

（1）建造底板和立柱基础：平整场地，在平整好的场地上浇筑底板垫层和立柱基础垫层，在底板垫层和立柱基础垫层上绑扎钢筋，留出立柱预埋件的空隙，等立柱基础浇筑完成后再安装立柱预埋件或在立柱预埋件的空隙内直接安装立柱预埋件；在立柱预埋件周围的钢筋上安装钢筋计，绑扎应变计，然后浇筑混凝土，进行养护，完成底板和立柱基础施工；在立柱基础的立柱预埋件上方建造立柱，在立柱上安装应变测量装置，测量立柱的应变变化；

4.一种移动防洪墙的整体试验装置，其特征在于：包括原型试验区（27），立柱破坏性试验区（28）和试验备用区（29）；各区包括底板（6），底板为钢筋混凝土结构；原型试验区与立柱破坏性试验区、试验备用区之间通过在底板上设置伸缩缝（30）隔开；

原型试验区还包括底板（6）上的蓄水池（14），蓄水池（14）设有开口，开口的两端设有边柱（17），两端的边柱（17）中间间隔设有中柱（18），边柱（17）与中柱（18）上开设有安装槽（19），安装槽（19）内安装防洪挡板（20）；中柱下方分别设有中柱基础（21），中柱基础（21）为扩大基础Ⅰ，中柱基础上部与中柱下部之间设有中柱预埋件（23）；中柱基础（21）的下端所在高度低于底板（6）下端所在高度，中柱基础（21）的上端与底板（6）上端位于同一高度；中柱基础（21）内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，中柱基础（21）内设置有监测混凝土变化的应变计；防洪挡板（20）和中柱（18）上设有应变测量装置；蓄水池设有放水和进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚；

立柱破坏性试验区还包括立柱基础（3），立柱基础（3）下端高度低于底板（6）下端所在高度，立柱基础（3）为扩大基础Ⅱ，扩大基础Ⅱ包括中部的钢筋混凝土基础Ⅰ（4）和钢筋混凝土基础Ⅰ周围的钢筋混凝土基础Ⅱ（5），钢筋混凝土基础Ⅰ（4）的上端高度高于钢筋混凝土基础Ⅱ（5）的上端高度和底板（6）高度，靠近底板垫层（1）的钢筋混凝土基础Ⅰ（4）的一侧的钢筋混凝土基础Ⅱ（5）上方也设有底板（6），钢筋混凝土基础Ⅰ（4）上方设有立柱（7），钢筋混凝土基础Ⅰ（4）的上部和立柱（7）的下部之间设有立柱预埋件（8）；立柱基础（3）内的钢筋上安装测量钢筋应变的钢筋计，立柱基础内设置有监测混凝土变化的应变计；底板（6）上方设有对立柱施力的加载机构，与加载机构相对的立柱的另一侧，设置有参照物（11），立柱与参照物之间设置有位移测量装置（15），立柱上设有应变测量装置（16）；加载机构包括设在底板（6）上方的反力架（9），反力架通过若干地锚螺栓固定在底板（6）上，千斤顶（10）设置在立柱与反力架中间，一端与立柱接触，另一端与反力架接触；立柱上位移量测点与应变量测点高度一致。

5.根据权利要求4所述的移动防洪墙的整体试验装置，其特征在于：所述的反力架为龙门框架，安装在底板上，采用锚杆固定，加载油缸置于龙门框架的上部横梁上。

6.根据权利要求4所述的移动防洪墙的整体试验装置，其特征在于：所述的应变计直接埋设在立柱基础和中柱基础的混凝土内，用以监测混凝土内部的应变，在立柱预埋件和中柱预埋件附近布置3根振弦式应变计，振弦式应变计可同步测量埋设点的温度。

7.根据权利要求4所述的移动防洪墙的整体试验装置，其特征在于：应变测量装置采用电阻应变片，在立柱、中柱、和防洪挡板上的每个测点布置三片互成45°的直角式应变片，应变片布置在立柱两侧，每侧布置三个测点。

8.根据权利要求4所述的移动防洪墙的整体试验装置，其特征在于：位移测量装置采用直线位移传感器，在参照物上靠近立柱的一侧布置水平向位移传感器。