CN107894721A - 拱坝横缝张开时机的控制系统及方法 - Google Patents

拱坝横缝张开时机的控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种拱坝横缝张开时机的控制系统及方法，其中，系统包括：计算装置，用于获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度；判别装置，用于识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度；控制装置，控制装置分别与计算装置和层面粗糙度与判别装置相连，以在横缝层面处理施工过程中，根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。该系统可以根据实际施工技术需要，通过控制层面粗糙度，控制横缝张开时机。

Description

拱坝横缝张开时机的控制系统及方法
技术领域
本发明涉及土木水利工程混凝土试验技术领域，特别涉及一种拱坝横缝张开时机的控制系统及方法。
背景技术
为了适应地基不均匀沉降和避免出现过大温度约束应力，大坝设计中需设置横缝，将大坝整体分层若干个坝段分别浇筑，相邻坝段间的缝面即为横缝。然而，由于横缝两侧的坝段混凝土浇筑时间不同，即典型的新老混凝土粘结问题；横缝的粘结强度可类比为含层面混凝土的粘结强度。
大坝混凝土浇筑后会产生大量水化热，伴随着放热过程和坝块间的约束作用，横缝附近的混凝土承受着荷载作用，其荷载历程与温度历程相关，称为温度应力历程。通过数值计算的方法可以计算拱坝的应力场分布，确定不同控温历程、不同张开时机拱坝内部的应力场分布，进而确定横缝张开所需的横缝粘结强度。
TSTM(Temperature stress testing machine，混凝土温度应力试验机)可以在试验室模拟温度和约束作用下混凝土的温度应力以及变形情况，通过试验手段建立材料与结构之间的联系，并且可结合温度应力实验和层面粘结强度试验测定横缝混凝土真实粘结强度。
拱坝横缝粘结强度关系到拱坝后期通水降温过程的横缝张开时机，因此，控制横缝粘结强度对控制拱坝横缝张开非常重要。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种拱坝横缝张开时机的控制系统，该系统可以通过控制层面粗糙度，控制横缝张开时机。
本发明的另一个目的在于提出一种拱坝横缝张开时机的控制方法。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种拱坝横缝张开时机的控制系统，包括：计算装置，用于获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度；判别装置，用于识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度；控制装置，所述控制装置分别与所述计算装置和所述判别装置相连，以在横缝层面处理施工过程中，根据所述不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制系统，可以首先获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度，并且识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，从而根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
另外，根据本发明上述实施例的拱坝横缝张开时机的控制系统还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述计算装置包括：第一计算模块，用于通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝应力场分布；第二计算模块，用于根据所述横缝张开时机和所述拱坝应力场分布确定横缝张开所需控制的横缝粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述判别装置还用于获取层面粗糙度与层面粘结强度对应的函数关系，以识别所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制装置包括：获取模块，用于通过高压水枪冲洗拱坝横缝层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度；控制模块，所述控制模块与所述获取模块相连，以控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块包括便携式层面粗糙度测定仪。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种拱坝横缝张开时机的控制方法，包括以下步骤：获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度；识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度；在横缝层面处理施工过程中，根据所述不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制方法，可以首先获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度，并且识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，从而根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
另外，根据本发明上述实施例的拱坝横缝张开时机的控制方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度包括：通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝应力场分布；根据所述横缝张开时机和所述拱坝应力场分布确定横缝张开所需控制的横缝粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，进一步包括：获取层面粗糙度与层面粘结强度对应的函数关系，以识别所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机，进一步包括：通过高压水枪冲洗拱坝横缝层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度；通过控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过便携式层面粗糙度测定仪控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制系统的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例计算装置工作原理示意图；
图3为根据本发明一个实施例判别装置工作原理示意图；
图4为根据本发明一个实施例层面粗糙度控制过程示意图；
图5为根据本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的拱坝横缝张开时机的控制系统及方法，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的拱坝横缝张开时机的控制系统。
图1是本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制系统的结构示意图。
如图1所示，该拱坝横缝张开时机的控制系统10包括：计算装置100、判别装置200和控制装置300。
其中，计算装置100用于获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度。判别装置200用于识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度。控制装置300分别与计算装置100和判别装置200相连，以在横缝层面处理施工过程中，根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制系统10可以通过控制层面粗糙度，控制横缝张开时机。
进一步地，在本发明的一个实施例中，计算装置100包括：第一计算模块和第二计算模块。其中，第一计算模块用于通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝应力场分布。第二计算模块用于根据横缝张开时机和拱坝应力场分布确定横缝张开所需控制的横缝粘结强度。
可以理解的是，本发明实施例可以通过第一计算模块用于通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝的温度场时空分布，如图2中201所示，进而计算拱坝的应力场时空分布，如图2中202所示，第二计算模块用于根据横缝张开时机和拱坝应力场分布确定如图2中203所示的横缝张开所需控制的横缝粘结强度，其中，201为温度场，202为应力场，203为横缝。
进一步地，在本发明的一个实施例中，判别装置200还用于获取层面粗糙度与层面粘结强度对应的函数关系，以识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，浇筑含层面混凝土试块，进一步包括：通过预设尺寸的试件模具浇筑第一预设高度的混凝土；在预设时间之后，通过高压水枪冲毛底层混凝土的上表面；在冲毛结束后，浇筑上层第二预设高度的混凝土。
可以理解的是，本发明实施例可以通过预设尺寸的试件模具浇筑第一预设高度的混凝土，其中，第一预设高度可以有本领域技术人员根据实际情况进行设定，在此不做具体限定。如图3所示，其底层混凝土可以为301所示；在预设时间之后，通过高压水枪冲毛底层混凝土的上表面，即302层面部分；在冲毛结束后，浇筑上层第二预设高度的混凝土，即303-顶面部分。
进一步地，在浇筑好的含层面混凝土上施加拱坝内部实际的应力历程，一定龄期后，测定其劈拉强度；并利用利用扫描仪扫描破坏层面的粗糙度；最后，建立粗糙度与层面粘结强度的函数判别关系。
进一步地，在本发明的一个实施例中，控制装置300包括：获取模块和控制模块。，获取模块用于通过高压水枪冲洗拱坝横缝层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度。控制模块与获取模块相连，以控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
可以理解的是，如图4所示，本发明实施例的获取模块可以通过高压水枪401冲洗拱坝横缝402层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度。控制模块与获取模块相连，通过403实时控制402层面为所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
根据本发明实施例提出的拱坝横缝张开时机的控制系统，首先获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度，并且识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，从而根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的拱坝横缝张开时机的控制方法。
图5是本发明实施例的拱坝横缝张开时机的控制方法的流程图。
在步骤S501中，获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度。
在步骤S502中，识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
在步骤S503中，在横缝层面处理施工过程中，根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
进一步地，在本发明的一个实施例中，获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度包括：通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝应力场分布；根据横缝张开时机和拱坝应力场分布确定横缝张开所需控制的横缝粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，进一步包括：获取层面粗糙度与层面粘结强度对应的函数关系，以识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机，进一步包括：通过高压水枪冲洗拱坝横缝层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度；通过控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
进一步地，在本发明的一个实施例中，通过便携式层面粗糙度测定仪控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
需要说明的是，前述对拱坝横缝张开时机的控制系统实施例的解释说明也适用于该实施例的拱坝横缝张开时机的控制方法，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的拱坝横缝张开时机的控制方法，首先获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度，并且识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，从而根据不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种拱坝横缝张开时机的控制系统，其特征在于，包括：
计算装置，用于获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度；
判别装置，用于识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度；以及
控制装置，所述控制装置分别与所述计算装置和所述判别装置相连，以在横缝层面处理施工过程中，根据所述不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
2.根据权利要求1所述的拱坝横缝张开时机的控制系统，其特征在于，所述计算装置包括：
第一计算模块，用于通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝应力场分布；
第二计算模块，用于根据所述横缝张开时机和所述拱坝应力场分布确定横缝张开所需控制的横缝粘结强度。
3.根据权利要求1所述的拱坝横缝张开时机的控制系统，其特征在于，所述判别装置还用于获取层面粗糙度与层面粘结强度对应的函数关系，以识别所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
4.根据权利要求1所述的拱坝横缝张开时机的控制系统，其特征在于，所述控制装置包括：
获取模块，用于通过高压水枪冲洗拱坝横缝层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度；
控制模块，所述控制模块与所述获取模块相连，以控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
5.根据权利要求4所述的拱坝横缝张开时机的控制系统，其特征在于，所述控制模块包括便携式层面粗糙度测定仪。
6.一种拱坝横缝张开时机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度；
识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度；以及
在横缝层面处理施工过程中，根据所述不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机。
7.根据权利要求6所述的拱坝横缝张开时机的控制方法，其特征在于，所述获取不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度包括：
通过有限元软件计算不同控温历程作用下拱坝应力场分布；
根据所述横缝张开时机和所述拱坝应力场分布确定横缝张开所需控制的横缝粘结强度。
8.根据权利要求6所述的拱坝横缝张开时机的控制方法，其特征在于，所述识别层面处理所需的粗糙度与粘结强度，进一步包括：
获取层面粗糙度与层面粘结强度对应的函数关系，以识别所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度。
9.根据权利要求6所述的拱坝横缝张开时机的控制方法，其特征在于，所述根据所述不同控温历程、控制不同张开时机所需要的横缝粘结强度和所述层面处理所需的粗糙度与粘结强度在横缝层面控制拱坝横缝张开时机，进一步包括：
通过高压水枪冲洗拱坝横缝层面，并控制冲毛压力和冲毛时间以获取不同层面粗糙程度；
通过控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
10.根据权利要求9所述的拱坝横缝张开时机的控制方法，其特征在于，
通过便携式层面粗糙度测定仪控制所需的层面粗糙度，以控制层面粘结强度和横缝张开时机。
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CN110687832A (zh) * 2019-10-29 2020-01-14 中国三峡建设管理有限公司 一种基于拱坝横缝初始粘结强度控制张开时机的方法

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