CN107816936B - 一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法 - Google Patents

Abstract

一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：进行真实环境条件下混凝土试件浸水前的自由体积变形测量，建立自由体积变形统计模型，分离出混凝土试件的自生体积变形分量和温度变形分量；步骤2：对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，得到混凝土试件浸水后的自由体积变形，从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形。本发明提供的一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，可以无法测量并分离出混凝土在非标准温度下的湿胀变形的问题，能够获得真实环境条件下硬化水工混凝土浸水后的湿胀变形。

Description

一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法

技术领域

本发明涉及水工混凝土变形测量领域，尤其是一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法。

背景技术

水工混凝土是水利水电工程中常用的建筑材料，它是指经常性或周期性地受到水作用的水工建筑物所用的混凝土。新拌制的未硬化的混凝土，通常称为混凝土拌合物(或新鲜混凝土)；混凝土浇筑后，随着水泥水化反应逐渐硬化，当有一定强度的混凝土称为硬化混凝土。当水工建筑物的混凝土达到设计龄期，开始挡水或过流。

大量室内试验和工程实践表明，当硬化混凝土放入湿度较大的环境或水中，吸收水分时会产生膨胀。这种因湿度增加而引起的体积膨胀称为湿胀变形。研究认为这种湿胀变形是由于水泥胶体吸水引起的。水分子一方面克服凝聚力的作用，迫使凝胶体粒子进一步分离；另一方面，水分子的浸入使凝胶体的表面张力减小，从而产生膨胀。例如，混凝土坝竣工蓄水后，在它的上游面，尤其是坝踵，长期处于水荷载作用下，由于渗流水进入混凝土内的孔隙中，使坝体混凝土含水量增加，从而引起混凝土的体积膨胀。当该膨胀变形受到外界约束时，将使坝体上游面一定范围内产生湿胀应力，从而影响混凝土坝上游面，尤其是坝踵处应力状态。

为了研究混凝土的湿胀变形，水工混凝土试验规程(SL 352-2006、DL/T5150-2001)给出了混凝土在无外荷载和恒温条件下由于干、湿引起的轴向长度变形，以比较不同混凝土的干缩和湿胀性能的测试方法。

该方法规定：

1)试模为100mm×100mm×515mm的棱柱体金属试模，两端可埋设不锈钢的金属测头；

2)测量仪器主要采用弓形螺旋测微计、比长仪、千分表或传感器和混凝土干缩仪等，对混凝土试件两端的金属测头进行测量，测量精度为0.01mm；

3)恒温水槽：内装20℃±2℃的饱和Ca(OH)₂溶液。

截止目前，广大的科技工作者依据水工混凝土试验规程开展了大量的混凝土湿胀试验，为实际工程提供了参考和指导。

由水工混凝土试验规范中关于湿胀变形的试验规定可知，湿胀试验在恒温干缩室(室内温度20℃±2℃)和恒温水槽(槽内温度20℃±2℃)开展。这与实际水工混凝土结构的真实环境条件存在较大的差异，导致室内试验测量获得的湿胀变形难以反映真实温度下的水工混凝土的湿胀变形。以混凝土坝为例，受外界环境温度影响，大坝上游面的混凝土温度会随着气温或水温的改变而发生变化。显然，水库蓄水后，渗流水进入混凝土内的孔隙中，使混凝土含水量增加，从而引起混凝土产生湿胀变形，该湿胀变形与水工混凝土实验规程(SL 352-2006、DL/T5150-2001)规定的标准20℃温度下测量的湿胀变形存在一定差异。其实，在真实环境条件下，混凝土的自由体积变形由温度变形、湿度变形、自生体积变形等组成。当环境湿度低时，湿度变形表现为干缩变形，当环境湿度高时，例如浸入水中，湿度变形表现为湿胀变形。当采用水工混凝土试验规程进行湿胀试验时，由于处于恒温条件下，此时认为温度变形增量为0，当不考虑自生体积变形时，容易测量得到湿胀变形。显然，由于实际水工建筑物的混凝土处于非标准温度下，实测的无外荷载下的自由体积变形包含了温度变形、湿度变形和自生体积变形等，且这几种变形分量耦合在一起，因此，为了获得非标准温度下的湿胀变形，必须将实测的无外荷载下的自由体积变形中的几种变形分量分离出来。但迄今为止，如何测量并分离出混凝土在非标准温度下的湿胀变形尚未见有关文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，可以解决无法测量并分离出混凝土在非标准温度下的湿胀变形的问题，能够获得真实环境条件下硬化水工混凝土浸水后的湿胀变形。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：进行真实环境条件下混凝土试件浸水前的自由体积变形测量，获得浸水前的混凝土试件的自由体积变形和温度，由获得的混凝土试件的自由体积变形及温度，建立自由体积变形统计模型，分离出混凝土试件的自生体积变形分量和温度变形分量，同时反演获得混凝土试件所用混凝土的热膨胀系数；

步骤2：在与步骤1同一真实环境条件的实验室内，将步骤1使用的混凝土试件浸入水中，对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，得到混凝土试件浸水后的自由体积变形，在步骤1获得的热膨胀系数和分离出的混凝土自生体积变形基础上，从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形。

步骤1的方法步骤如下：

步骤1-1：在真实环境条件的实验室内，进行水工混凝土试件成型，并且在混凝土试件中间埋设应变计，由于浸水前的混凝土自由体积变形包括温度变形、湿度变形和自生体积变形等，为此，在混凝土试件外表面进行绝湿处理(如包裹锡箔纸)，消除混凝土试件与外界环境的湿度交换，进行浸水前的混凝土自由体积变形测量；

由于水工混凝土的水胶比较高，混凝土内部自干燥引起的湿度变化很小，当混凝土试件表面进行绝湿处理后，这样浸水前实测的自由体积变形中的湿度变形可忽略不计；因此，浸水前的外表面绝湿的水工混凝土试件实测的自由体积变形的表达式为：

ε₀(t)＝ε_T(t)+ε_G(t) (1)

ε_T(t)＝α·(T(t)-T(t₀)) (2)

式中：ε₀(t)、ε_T(t)和ε_G(t)分别为时刻t混凝土试件的自由体积变形、温度变形和自生体积变形，单位为με；α为混凝土热膨胀系数，单位为10^-6/℃；T(t)和T(t₀)分别时刻t和t₀的混凝土温度，单位为℃；t₀一般取应变计在混凝土试件内开始工作的时间；

步骤1-2：为了准确获得混凝土温度分量和自生体积变形分量，对浸水前外表面绝湿的水工混凝土试件实测自由体积变形建立统计模型，回归获得热膨胀系数和分离出自生体积变形。朱伯芳建议混凝土热学力学性能随龄期变化可以采用指数公式进行描述，当浸水前自由体积变形监测试验试件不超过3个月时，采用1个指数函数来描述自生体积变形的变化规律。对于温度变形分量，则采用应变计的温度作为因子，而由于试件在浸水之前进行了绝湿处理，湿度变化小，忽略湿度变形，不另选因子，由此建立浸水之前外表面绝湿的水工混凝土应变计测值统计模型为:

ε₀＝f(ε_T)+f(ε_G) (3)

f(ε_T)＝b₀+b₁T (4)

f(ε_G)＝b₂(1-e^-Ct) (5)

式中：b_i(i＝0,1,2)为回归系数；C为常数，根据回归经验，C＝0.3，其余符号的含义与前文相同；

则ε₀＝f(ε_T)+f(ε_G)＝b₀+b₁T+b₂(1-e^-Ct) (6)

采用回归分析法(如逐步回归分析法)获得应变计测值的统计模型回归系数后，由式(6)分离出混凝土试件浸水前的自生体积变形分量和温度变形分量，对比式(2)和式(4)，认为系数b₁即为热膨胀系数，即b₁＝α。

步骤2的方法步骤如下：

步骤2-1：将步骤1包裹在混凝土试件外表面的绝湿处理去除；

步骤2-2：在与步骤1同一真实环境条件的实验室内，将步骤2-1得到的混凝土试件浸入水中，对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，由于水的渗入，将产生湿胀变形，此时混凝土试件的实测应变由温度变形、湿胀变形、自生体积变形三部分组成；此时，浸水后混凝土试件的实测应变为

ε₀(t)＝ε_T(t)+ε_G(t)+ε_W(t-t₁) t≥t₁ (7)

式中：t₁为混凝土试件浸入水中的时间；ε_W为混凝土的湿胀变形，ε₀(t)、ε_T(t)和ε_G(t)分别为时刻t混凝土试件的自由体积变形、温度变形和自生体积变形，单位为με，当t<t₁时，ε_W＝0；

当以浸入水中时刻t₁的应变计测值作为基准值进行湿胀变形分析时，令t′＝t-t₁，

由式(7)得到在浸入水中时刻t混凝试件的湿胀变形ε_W(t')为

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)-ε_G(t′) (8)

在浸入水中时刻t混凝试件的自由体积变形ε₀(t')为

ε₀(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁) (9)

由式(4)可得，在浸入水中时刻t混凝试件的温度变形ε_T(t')为

ε_T(t′)＝α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (10)

由式(5)可得，在浸入水中时刻t混凝试件的自生体积变形ε_G(t')为

从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，

则式(8)可变为：

即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形ε_W(t′)。

当浸入水中前的混凝土试件的自生体积变形趋于稳定时，此时，式(12)简化为

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁)-α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (13)

即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形ε_W(t′)。

本发明提供的一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，可以解决无法测量并分离出混凝土在非标准温度下的湿胀变形的问题，基于浸水前和浸水后的水工混凝土试件的自由体积变形和温度测量，通过建立自由体积变形统计模型，逐一分离出温度分量、自生体积变形分量和湿胀分量，首次给出了真实环境条件下水工混凝土浸水后的湿胀变形的分离方法。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一中应变计固定并对中在试模中的示意图；

图2为本发明实施例一中所使用的差阻式应变计电路原理图；

图3为本发明实施例一浸水之前用锡箔纸包裹的混凝土试件示意图；

图4为本发明实施例一浸入水中的混凝土试件示意图；

图5为本发明实施例一3组混凝土试件在整个试验期间的温度历程线；

图6为本发明实施例一3组混凝土试件的实测自由体积变形过程线示意图；

图7为本发明实施例一3组混凝土试件的自生体积变形过程线示意图；

图8为本发明实施例一3组混凝土试件的湿胀变形变形过程线示意图。

具体实施方式

实施例一

混凝土原材料和配合比

进行湿胀试验的混凝土采用葛洲坝水泥厂生产的PO42.5华新普通硅酸盐泥；粉煤灰采用当地产的II级粉煤灰；取用试验室自来水(符合国家自来水标准)作为混凝土拌合成型用水；试验室采用的细骨料为细砂，采自长江河口河砂，级配分布均匀；粗骨料为花岗岩碎石，其粒径大约为5～40mm；减水剂选用的是聚羧酸，含量为40％。C30二级配混凝土的配合比如表1所示，其中：水灰比0.5，砂率35％，粉煤灰掺量35％。

表1湿胀试验混凝土配合比(单位：Kg/m³)

测量仪器

为了测量获得混凝土自由体积变形，在混凝土试件几何位置中间埋设一支应变计。应变计采用南京卡尔胜水电科技生产的S-100型差阻式应计。应变计由敏感元件、密封壳体及引出电缆三个部分组成，应变计固定并对中在试模中如图1所示。

差阻式应变计电路原理图，如图2所示。该型应变计结构简单且使用方便，可以同时测量试件内部应变和温度。根据应变的性能参数数据，应变计的标距为100mm，应变计对拉伸变形的测量范围为1000με，应变计对压缩变形的测量范围为1500με，耐水压为0.5MPa。为了减小试验误差，确保应变计测量数据的正确性，在试验开始前，即在将差动电阻式应变仪埋入成型混凝土试件之前，应对其进行率定检验。经过率定，试验所用的应变计均满足要求。

试件试验过程：

试件成型采用可拆卸钢模具，钢模具尺寸为400mm×100mm×100mm。试验具体过程如下：

(1)在试件振捣成型的过程中将应变计埋入试件的几何中心位置。为了体现出不同真实温度对湿胀试验的影响，故设计了在不同的真实温度下进行养护和试验。成型之后的试件放入恒温恒湿养护设备中进行养护(不同试验组的养护温度分别为20℃、35℃、5℃)，24h之后进行脱模并继续放入养护设备中进行养护，直至试件达到预定龄期后进行试验。

(2)每一批试件在试验之前用锡箔纸将试件包裹，以隔绝与外界的湿度交换，并对试件的自由体积变形进行测量。

(3)根据应变计测量数据判定试件的自生体积变形稳定之后，将试件置入水中进行湿胀试验。

(4)待测得的湿胀变形量稳定之后，将试件取出并结束这组试验。

(5)然后以相同的方式进行另一组试验，直至整个试验完成。

浸水之前用锡箔纸包裹的混凝土试件如图3所示，浸入水中之前去掉包裹试件的锡箔纸，浸入水中的混凝土试件如图4所示。

共设计了3组不同养护温度的混凝土试验，试验分组及养护条件如表2所示，三组试件的尺寸相同。

表2试验分组及养护条件

由于试验条件的限制，不同恒定温度(20℃、35℃和5℃)养护28d之后，将混凝土试件放置在真实环境条件下的实验室内进行浸水前和浸水后的自由体积变形监测。3组混凝土试件在整个试验期间的温度历程线如图5所示。3组混凝土试件均在龄期为55d时浸入水中开始湿胀试验。

一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：进行真实环境条件下混凝土试件浸水前的自由体积变形测量，获得浸水前的混凝土试件的自由体积变形和温度，由获得的混凝土试件的自由体积变形及温度，建立自由体积变形统计模型，分离出混凝土试件的自生体积变形分量和温度变形分量，同时反演获得混凝土试件所用混凝土的热膨胀系数；

步骤2：在与步骤1同一真实环境条件的实验室内，将步骤1使用的混凝土试件浸入水中，对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，得到混凝土试件浸水后的自由体积变形，在步骤1获得的热膨胀系数和分离出的混凝土自生体积变形基础上，从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形。

步骤1的方法步骤如下：

步骤1-1：在真实环境条件的实验室内，进行水工混凝土试件成型，并且在混凝土试件中间埋设应变计，在混凝土试件外表面进行绝湿处理，消除混凝土试件与外界环境的湿度交换，进行浸水前的混凝土自由体积变形测量,由不同时刻的差动电阻式应变计的电桥读数(电阻和电阻比)，计算得到混凝土试件的应变和温度，进而求得混凝土试件在浸入水中前的自由体积变形ε₀(t)；三组混凝土试件的实测自由体积变形如图6所示。

从图6中可以看出，除第二组试件的自由体积变形量为收缩之外，其余两组都表现为膨胀。三组试件在龄期55d时浸水后，自由体积变形都呈现增大的趋势，与一般规律相符合。

步骤1-2：对浸入水中之前的实测应变(即自由体积变形)建立统计模型

ε₀＝f(ε_T)+f(ε_G)＝b₀+b₁T+b₂(1-e^-Ct) (6)

式中：C为常数，根据回归经验，C＝0.3，b_i(i＝0,1,2)为回归系数，采用逐步回归分析法回归获得统计模型的系数b₀、b₁、b₂，回归获得的热膨胀系数和自生体积变形的系数见表3

表3浸水前混凝土实测应变回归获得的各项系数

由表3可见，三组试件的热膨胀系数分别为8.403×10^-6/℃、9.023×10^-6/℃、7.925×10^-6/℃，热膨胀系数的平均值为8.451×10^-6/℃。将得到的热膨胀系数结合应变计的实测过程温度进行计算，即f(ε_T)＝b₀+b₁T，得到整个试验过程的温度变形。

由于浸入水中前的试件包裹了锡箔纸，混凝土试件与外界湿度交换小，忽略湿度变形，用实测的自由体积变形量减去温度变形量，得到整个测量过程中的自生体积变形量，即ε₀-f(ε_T)＝f(ε_G)＝b₂(1-e^-Ct)。

三组试验的自生体积变形过程线如图7所示；

由图8可见，浸水前的自生体积变形量初期变化较大，随后逐渐趋于稳定，除第1组表现为较小的膨胀变形之外，第2组和第3组试件的自生体积变形都表现为收缩变形。3组试件的自生体积变形稳定值分别为3.893με、-4.682με、-14.624με。

步骤2的方法步骤如下：

步骤2-1：将步骤1包裹在混凝土试件外表面的绝湿处理去除；

步骤2-2：在与步骤1同一真实环境条件的实验室内，将步骤2-1得到的混凝土试件浸入水中，对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，由于水的渗入，将产生湿胀变形，此时混凝土试件的实测应变由温度变形、湿胀变形、自生体积变形三部分组成；此时，浸水后混凝土试件的实测应变为

ε₀(t)＝ε_T(t)+ε_G(t)+ε_W(t-t₁) t≥t₁ (7)

式中：t₁为混凝土试件浸入水中的时间；ε_W为混凝土的湿胀变形，ε₀(t)、ε_T(t)和ε_G(t)分别为时刻t混凝土试件的自由体积变形、温度变形和自生体积变形，单位为με，当t<t₁时，ε_W＝0；

当以浸入水中时刻t₁的应变计测值作为基准值进行湿胀变形分析时，令t′＝t-t₁，

由式(7)得到在浸入水中时刻t混凝试件的湿胀变形ε_W(t')为

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)-ε_G(t′) (8)

在浸入水中时刻t混凝试件的自由体积变形ε₀(t')为

ε₀(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁) (9)

在浸入水中时刻t混凝试件的温度变形ε_T(t')为

ε_T(t′)＝α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (10)

在浸入水中时刻t混凝试件的自生体积变形ε_G(t')为

从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，

则式(7)可变为：

即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形ε_W(t′)。

当浸入水中前的混凝土试件的自生体积变形趋于稳定时，此时，式(12)简化为

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁)-α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (13)

即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形ε_W(t′)。

由图7的分析可知，3组混凝土的自生体积变形均趋于稳定，为此，采用式(13)分离出三组混凝土试件的湿胀变形

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁)-α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (14)

其中，三组试件的α分别取8.403×10^-6/℃、9.023×10^-6/℃、7.925×10^-6/℃。

分离出的3组混凝土试件的湿胀变形线如图8所示。由图8可得，3组试件刚浸入水中时，湿胀变形增长较快，之后湿胀变形增量逐渐减小，由于混凝土试件尺寸较小(100mm×100mm)，因此大约在浸水后10d左右，湿胀变形即趋于稳定。

Claims (4)

1.一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：进行真实环境条件下混凝土试件浸水前的自由体积变形测量，获得浸水前的混凝土试件的自由体积变形和温度，由获得的混凝土试件的自由体积变形及温度，建立自由体积变形统计模型，分离出混凝土试件的自生体积变形分量和温度变形分量，同时反演获得混凝土试件所用混凝土的热膨胀系数；

步骤2：在与步骤1同一真实环境条件的实验室内，将步骤1使用的混凝土试件浸入水中，对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，得到混凝土试件浸水后的自由体积变形，在步骤1获得的热膨胀系数和分离出的混凝土自生体积变形基础上，从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形。

2.根据权利要求1所述的一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法：其特征在于步骤1的方法步骤如下：

步骤1-1：在真实环境条件的实验室内，进行水工混凝土试件成型，并且在混凝土试件中间埋设应变计，在混凝土试件外表面进行绝湿处理，消除混凝土试件与外界环境的湿度交换，进行浸水前的混凝土自由体积变形测量；

由于水工混凝土的水胶比较高，混凝土内部自干燥引起的湿度变化很小，当混凝土试件表面进行绝湿处理时，这样浸水前实测的自由体积变形中的湿度变形可忽略不计；因此，浸水前的外表面绝湿的水工混凝土试件实测的自由体积变形的表达式为：

ε₀(t)＝ε_T(t)+ε_G(t) (1)

ε_T(t)＝α·(T(t)-T(t₀)) (2)

式中：ε₀(t)、ε_T(t)和ε_G(t)分别为时刻t混凝土试件的自由体积变形、温度变形和自生体积变形，单位为με；α为混凝土热膨胀系数，单位为10^-6/℃；T(t)和T(t₀)分别时刻t和t₀的混凝土温度，单位为℃；t₀一般取应变计在混凝土试件内开始工作的时间；

步骤1-2：建立浸水之前外表面绝湿的水工混凝土应变计测值统计模型为:

ε₀＝f(ε_T)+f(ε_G) (3)

f(ε_T)＝b₀+b₁T (4)

f(ε_G)＝b2(1-e^-Ct) (5)

式中：b_i,i＝0,1,2,为回归系数；C为常数，根据回归经验，C＝0.3，其余符号的含义与前文相同；

则ε₀＝f(ε_T)+f(ε_G)＝b₀+b₁T+b₂(1-e^-Ct) (6)；

采用回归分析法获得应变计测值的统计模型回归系数后，由式(6)可以分离出混凝土试件浸水前的自生体积变形分量和温度变形分量，对比式(2)和式(4)，认为系数b₁即为热膨胀系数，即b₁＝α。

3.根据权利要求1所述的一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法：其特征在于步骤2的方法步骤如下：

步骤2-1：将步骤1包裹在混凝土试件外表面的绝湿处理去除；

步骤2-2：在与步骤1同一真实环境条件的实验室内，将步骤2-1得到的混凝土试件浸入水中，对混凝土试件浸水后的自由体积变形进行测量，由于水的渗入，将产生湿胀变形，此时混凝土试件的实测应变由温度变形、湿胀变形、自生体积变形三部分组成；此时，浸水后混凝土试件的实测应变为

ε₀(t)＝ε_T(t)+ε_G(t)+ε_W(t-t₁) t≥t₁ (7)

式中：t₁为混凝土试件浸入水中的时间；ε_W为混凝土的湿胀变形，ε₀(t)、ε_T(t)和ε_G(t)分别为时刻t混凝土试件的自由体积变形、温度变形和自生体积变形，单位为με，当t<t₁时，ε_W＝0；

当以浸入水中时刻t₁的应变计测值作为基准值进行湿胀变形分析时，令t′＝t-t₁，

由式(7)得到在浸入水中时刻t混凝试件的湿胀变形ε_W(t')为

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)-ε_G(t′) (8)

在浸入水中时刻t混凝试件的自由体积变形ε₀(t')为

ε₀(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁) (9)

由式(4)可得，在浸入水中时刻t混凝试件的温度变形ε_T(t')为

ε_T(t′)＝α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (10)

由式(5)可得，在浸入水中时刻t混凝试件的自生体积变形ε_G(t')为

从浸水后的自由体积变形中将其中的自生体积变形分量和温度变形分量分离，

则式(7)可变为：

式中，T(t′+t₁)和T(t₁)分别为时刻t₁+t’和t₁的混凝土温度，单位为℃；b_i,i＝0,1,2,为回归系数；C为常数，根据回归经验，C＝0.3；

即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形ε_W(t′)。

4.根据权利要求3所述的一种得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形的方法：其特征在于：

当浸入水中前的混凝土试件的自生体积变形趋于稳定时，此时，式(12)简化为

ε_W(t′)＝ε₀(t′)-ε_T(t′)＝ε₀(t′+t₁)-ε₀(t₁)-α[T(t′+t₁)-T(t₁)] (13)

即得到非标准温度下硬化水工混凝土湿胀变形ε_W(t′)。