10. Способы определения прочностных характеристик и напряженно-деформированного состояния бетона.
Способы определения прочности подразделяются на:
- разрушающие (более трудоемки, сложны и не всегда приемлемы)
- неразрушающие (наиболее распространенный):
1.ультразруковые
2.радиационные
3.электромагнитные
Наиболее применимые при толщине конструкции до 15 м – ультразвуковые способы, основанные на прохождении сигнала через исследуемый объект, его отражения и затухания.
При толщине конструкции до 30 м используют ударный способ контроля качества.
Среди способов с несущественным разрушением наиболее широко применены способы, служащие для определения поверхностной прочности. Это способ пластических деформаций, при которых используют дисковый прибор Губбера, эталонный молоток Кашкарова.
Не менее чем за 1 ас до испытания увлажняют подготавливаемый участок. Устанавливают прибор, а затем отводят на заданную величину диск. Под действием собственного веса диск падает и оставляет отпечаток на бетонный поверхности. по его длине и калибровочной кривой определяют прочность бетона (не менее 12 отпечатков).
Прочность находится по зависимости:
R=АН/(l³*a)
А – эмпирический коэффициент, принимаемый для вертикальных или горизонтальных поверхностей бетона;
Н – высота падения диска
l – длина отпечатка, см
a – расстояние от центра диска до втулки
Для проверки прочности бетона в глубине массива с целью оценки их дальнейшей эксплуатации выбуривают образцы и испытывают их на прочность на специальных стендах.
Для восстановления монолитности бетонного сооружения скважины бетонируют с армированием. Иногда пробуренные скважины одновременно используют для оценки бетона на водопроницаемость (в бетон нагнетают с заданным давление воду – водопроницаемость определяется по удельному водопоглащению)
НДС характеризуется:
- напряжением и деформацией
- давлением скалы на подошву
- деформацией скалы в основании и в бортовых примыканиях
- раскрытием межстолбчатых, межблочных, межсекционных швов, трещин
- усилиями в арматуре,
- температурой бетона и основания
- поровым давлением в бетоне
- основными нагрузками и воздействиями на плотину (УВ, температура…)
В основном применяют 2 способа измерения напряжений:
1. тензометрический (определение с помощью тензометров относительных деформаций бетона и вычисления по ним напряжений) – это основной способ, позволяет получить не только деформации, но и напряжения.
2. с использованием закладных датчиков
Непосредственной определить касательные напряжения трудно, поэтому относительные деформации замерят по трем направлениям, а затем вычисляют весь комплекс напряжений в плоскости.
При исследованиях линейных напряжений, температурного состояния блоков устанавливают одиночные тензометры. для измерения статический относительных деформаций бетона, скалы и металлоконструкций служит преобразователь линейных деформаций.
11. Способы наблюдения за фильтрацией через бетон и основание массивных сооружений.
Наблюдение за фильтрацией через бетонные сооружения позволяют судить о трещиноватости и пористости бетона, его выщелачивании фильтрующейся водой, качестве швов, и работе уплотнений и о других фильтрационных свойствах.
Малые фильтрационные расходы измеряют путём наложения на очаг фильтрации щита с влагоплглащающим материалом(хлопок вата) на определённое время. Взвешивая щит до и после его наложения можно определить приток влаги. Такой способ прост но имеет малую точность, однако он позволяет судить о качественной оценке фильтрации.
Значительные фильтрационные расходы измеряют объёмным способом для этого фильтрат отводят с помощью канавок в мерный сосуд. При этом используется воронки с резиновыми уплотнениями, прижимаемыми к очагу фильтрации, время сбора профильтровавшейся воды принимают в зависимости от интенсивности фильтрации.
В подводных и подземных частях сооружений профильтровавшуюся воду измеряют методом откачки или нагнетания воды через специально пробуренные скважины, скорость фильтрации определяется путём пуска краски в скважины. По удельному поглощению судят о фильтрации через бетон.
Противодавление на подошву плотины контролируют путём измерения пьезометрических уровней в характерных точках подземного контура.
В скальных основаниях бурят наклонные скважины из цементационной или специальной галереи по обе стороны цементационной завесы. По показаниям пьезометров судят о работоспособности завесы.
В бетонных плотинах обходимо измерять фильтрационные расходы через тело и основание сооружения, по этим данным судят об эффективности дренажных систем, об оценке водопроницаемости пород основания, о фильтрационных режимах вызванных изменением уровней воды в бьефах.
За фильтрационным расходом наблюдают также с помощью термометрических наблюдений, основанных на распределении и измерении температуры воды в пьезометрах с использованием термодатчиков.
При наблюдениях за фильтрацией проводят наблюдения за химическим составом фильтрата. По результатам анализа воды можно судить о коррозии бетона, приводящей к снижению прочностных характеристик.