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基于内聚力模型的高速水流聚脲基涂层剥离破坏模型研究
被引量：
8
1
作者
李炳奇
张振宇
+2 位作者
李斌
刘小楠
杨旭辉
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期1538-1546,I0008,共10页
冲磨和空蚀破坏是水利水电设施最为常见的病害之一,严重影响水利水电设施的安全运行和效益发挥.泄洪建筑物通常喷涂聚脲基涂层来提高抗冲耐磨性能,但在泄洪高速水流速度作用下抗冲磨聚脲基涂层的剥离破坏机理的研究尚属空白.本文基于高...
冲磨和空蚀破坏是水利水电设施最为常见的病害之一,严重影响水利水电设施的安全运行和效益发挥.泄洪建筑物通常喷涂聚脲基涂层来提高抗冲耐磨性能,但在泄洪高速水流速度作用下抗冲磨聚脲基涂层的剥离破坏机理的研究尚属空白.本文基于高速水流的流态形式,提出了高速水流对泄洪建筑物的力学作用模型,水流作用对泄洪建筑物的载荷主要包括拖曳力、冲击力、脉动力和上浮力;采用内聚力模型表征聚脲基涂层与泄洪建筑物防护体界面的剥离破坏过程,建立了高速水流聚脲涂层的剥离破坏模型,给出了模型的有限元形式方程、本构关系以及损伤起始原则、演化原则和接触碰撞模型.通过聚脲涂层与混凝土基底的剥离破坏试验,分析了不同剥离倾角下界面剥离破坏的拉应力与倾角之间的变化规律,得到了聚脲涂层剥离破坏过程中应力-位移变化关系.根据剥离破坏试验计算了界面剥离破坏断裂模型参数,采用数值方法对模型进行了验证,试验结果与模型计算结果吻合良好,为泄洪建筑物的抗冲耐磨设计提供理论依据.
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关键词
高速水流
抗冲耐磨
剥离破坏
内聚力模型
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职称材料
适应高寒坝面防护脲基聚合物研究及工程应用
被引量：
5
2
作者
刘小楠
李炳奇
+3 位作者
冯明伟
刘顺萍
裴成元
赵向波
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第8期27-37,共11页
高寒地区气候变化复杂,对混凝土大坝的施工和运行极为不利,特别是在极端温度运行水、冰拔荷载的作用下,极易产生开裂渗漏、冻胀、损伤等破坏,表面防护是目前解决这一问题的有效手段。针对上述问题,为提高大坝结构耐久性及安全性,研究了...
高寒地区气候变化复杂,对混凝土大坝的施工和运行极为不利,特别是在极端温度运行水、冰拔荷载的作用下,极易产生开裂渗漏、冻胀、损伤等破坏,表面防护是目前解决这一问题的有效手段。针对上述问题,为提高大坝结构耐久性及安全性,研究了适应高寒环境的脲基聚合物表面防护材料体系,包括SPUA-SKJ-Ⅱ脲基聚合物涂层材料、SKJ-001和SKJ-002水工专用底漆材料、SKJ-OS抗冰拔材料等。室内试验及现场实践的结果表明,研发的脲基聚合物体系在复杂的施工环境下粘接性能均大于2.5 MPa,能够适应低温、潮湿、灰尘等恶劣的水利工程施工环境,解决了传统防渗材料对基面及施工环境要求高的问题;体系材料具有抗拉强度高、裂缝追随性强、防渗抗冻融效果好、耐老化、施工工艺简单等优点。该表面防护体系技术在高寒高纬度地区黑龙江奋斗水库的应用,弱化了施工期温控及保温措施,降低了施工成本,经3 a运行效果良好,为类似工程提供成功案例。
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关键词
高寒地区
奋斗水库
防渗防护
脲基聚合物体系
混凝土
水利工程
抗冻性能
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职称材料
题名
基于内聚力模型的高速水流聚脲基涂层剥离破坏模型研究
被引量：
8
1
作者
李炳奇
张振宇
李斌
刘小楠
杨旭辉
机构
中国水利水电科学研究院流域水循环模拟和调控国家重点实验室
河北丰宁抽
水
蓄能有限公司
南
水
北调中线干线工程建设管理局河南分局
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期1538-1546,I0008,共10页
文摘
冲磨和空蚀破坏是水利水电设施最为常见的病害之一,严重影响水利水电设施的安全运行和效益发挥.泄洪建筑物通常喷涂聚脲基涂层来提高抗冲耐磨性能,但在泄洪高速水流速度作用下抗冲磨聚脲基涂层的剥离破坏机理的研究尚属空白.本文基于高速水流的流态形式,提出了高速水流对泄洪建筑物的力学作用模型,水流作用对泄洪建筑物的载荷主要包括拖曳力、冲击力、脉动力和上浮力;采用内聚力模型表征聚脲基涂层与泄洪建筑物防护体界面的剥离破坏过程,建立了高速水流聚脲涂层的剥离破坏模型,给出了模型的有限元形式方程、本构关系以及损伤起始原则、演化原则和接触碰撞模型.通过聚脲涂层与混凝土基底的剥离破坏试验,分析了不同剥离倾角下界面剥离破坏的拉应力与倾角之间的变化规律,得到了聚脲涂层剥离破坏过程中应力-位移变化关系.根据剥离破坏试验计算了界面剥离破坏断裂模型参数,采用数值方法对模型进行了验证,试验结果与模型计算结果吻合良好,为泄洪建筑物的抗冲耐磨设计提供理论依据.
关键词
高速水流
抗冲耐磨
剥离破坏
内聚力模型
Keywords
high-velocity water flow
impact resistance
debonding damage
cohesive zone model
分类号
TV65 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
适应高寒坝面防护脲基聚合物研究及工程应用
被引量：
5
2
作者
刘小楠
李炳奇
冯明伟
刘顺萍
裴成元
赵向波
机构
中国水利水电科学研究院流域水循环模拟和调控国家重点实验室
中国
葛洲坝集团第二工程有限公司
中
水
北方勘测设计
研究
有限责任公司
新疆额尔齐斯河
流域
开发工程建设管理局
出处
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第8期27-37,共11页
基金
国家重点研发计划(2018YFC0406700)
中国水科院专项(SS0145B492019)。
文摘
高寒地区气候变化复杂,对混凝土大坝的施工和运行极为不利,特别是在极端温度运行水、冰拔荷载的作用下,极易产生开裂渗漏、冻胀、损伤等破坏,表面防护是目前解决这一问题的有效手段。针对上述问题,为提高大坝结构耐久性及安全性,研究了适应高寒环境的脲基聚合物表面防护材料体系,包括SPUA-SKJ-Ⅱ脲基聚合物涂层材料、SKJ-001和SKJ-002水工专用底漆材料、SKJ-OS抗冰拔材料等。室内试验及现场实践的结果表明,研发的脲基聚合物体系在复杂的施工环境下粘接性能均大于2.5 MPa,能够适应低温、潮湿、灰尘等恶劣的水利工程施工环境,解决了传统防渗材料对基面及施工环境要求高的问题;体系材料具有抗拉强度高、裂缝追随性强、防渗抗冻融效果好、耐老化、施工工艺简单等优点。该表面防护体系技术在高寒高纬度地区黑龙江奋斗水库的应用,弱化了施工期温控及保温措施,降低了施工成本,经3 a运行效果良好,为类似工程提供成功案例。
关键词
高寒地区
奋斗水库
防渗防护
脲基聚合物体系
混凝土
水利工程
抗冻性能
Keywords
alpine region
Fendou Reservoir
anti-seepage protection
urea-based polymer system
concrete
water conservancy project
frost resistance
分类号
TV213.4 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于内聚力模型的高速水流聚脲基涂层剥离破坏模型研究
李炳奇
张振宇
李斌
刘小楠
杨旭辉
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
适应高寒坝面防护脲基聚合物研究及工程应用
刘小楠
李炳奇
冯明伟
刘顺萍
裴成元
赵向波
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021
5
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职称材料
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