抗滑混凝土洞塞

當(dāng)水工建筑物地基或岸坡，特別是壩基和壩肩基巖內(nèi)存在著斷層、層間滑動(dòng)帶、軟弱夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面，且埋藏不深、傾角較緩、承載能力和抗剪強(qiáng)度及變形模量都較低時(shí)，對(duì)建筑物及地基或岸坡的穩(wěn)定、應(yīng)力和變形將產(chǎn)生不利影響。對(duì)這種軟弱結(jié)構(gòu)面最好能全部挖除，并用混凝土置換。但這樣往施工困難，且費(fèi)時(shí)耗資很大。通常采取的措施是沿該軟弱結(jié)構(gòu)面開挖一條或若干條平洞、斜井或豎井，對(duì)洞壁圍巖進(jìn)行灌漿加固，可填混凝土或加筋混凝土形成洞塞，以提高軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度、承載能力和變形模量，滿足地基和岸坡的傳力抗滑作用 。

中國魯布革水電站溢洪道陡直岸坡和龍羊峽水電站重力拱壩壩肩都采用抗滑混凝土洞塞來提高軟弱結(jié)構(gòu)面的傳力抗滑作用。中國安康水電站中孔壩段基巖內(nèi)的緩傾角斷層設(shè)置5條寬4m、高5m平行壩軸線的主洞塞和4條寬2m、高3m，大致與主洞塞垂直的輔助洞塞，形成縱橫洞塞群網(wǎng)，傳遞剪力和法向力，提高抗剪能力。巴西和巴拉圭合建的伊秦普水電站壩基軟弱結(jié)構(gòu)面，也采用類似的洞塞布置 。

抗滑混凝土洞塞是指為保持水工建筑物地基及岸坡的穩(wěn)定和安全，在地基內(nèi)或岸坡下的軟弱結(jié)構(gòu)面挖洞并回填混凝土而形成的鍵式傳力抗滑工程技術(shù)設(shè)施 。

一般將洞塞布置在與滑動(dòng)方向相垂直的方向上、剪應(yīng)力較大部位。當(dāng)仍不足以滿足抗滑要求時(shí)，還可在已布置洞塞相垂直方向上，布置輔助洞塞。洞塞與軟弱結(jié)構(gòu)面抗滑能力的總和應(yīng)大于作用在該面上的剪力，其安全系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)范要求。洞塞伸入軟弱結(jié)構(gòu)面上下堅(jiān)硬巖體內(nèi)的高度應(yīng)足夠防止破裂面越過混凝土洞塞延伸 。

風(fēng)洞試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究的重要手段之一。在風(fēng)洞中模擬建筑的真實(shí)風(fēng)環(huán)境，以確定建筑的氣動(dòng)力特性和周圍的流場特性。建筑風(fēng)洞通常是閉口直流式或閉口回流式，以壁而為邊界，而實(shí)際建筑在大氣流場中并無邊界。用風(fēng)洞的有限空間來模擬實(shí)際大氣的無限空間必然伴隨著洞壁干擾，造成建筑氣動(dòng)力和流場方而的差別。此外，結(jié)構(gòu)風(fēng)工程的研究對(duì)象多為鈍體，當(dāng)氣流流經(jīng)建筑時(shí)會(huì)產(chǎn)生較為寬闊的側(cè)而繞流和尾流，從而阻塞效應(yīng)尤為顯著。風(fēng)洞壁面對(duì)氣流繞流的約束稱為“實(shí)體阻塞”，對(duì)尾流的約束稱為“尾流阻塞”，上述兩種洞壁干擾即為阻塞效應(yīng)。

至今涉及建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)洞試驗(yàn)阻塞效應(yīng)的研究較少。一些學(xué)者在相同風(fēng)洞中變化二維方柱模型縮尺比，分別提出二維方柱阻力系數(shù)的修正公式，但試驗(yàn)條件和公式形式各不相同，無法為三維模型的阻塞修正提供指導(dǎo)。也有少數(shù)學(xué)者對(duì)三維模型阻塞效應(yīng)研究。Hunt對(duì)湍流邊界層流場中的立方體模型進(jìn)行測壓試驗(yàn)表明，8%的阻塞度對(duì)平均風(fēng)壓的影響不足2%，對(duì)脈動(dòng)風(fēng)壓的影響不足10%。作者指出對(duì)于低矮建筑最大容許的阻塞度為10%。徐永定和呂錄勛對(duì)切角三角形高層建筑分別進(jìn)行測力和測壓試驗(yàn)，研究了不同來流風(fēng)向角和湍流度下的阻塞效應(yīng)。謝壯寧等對(duì)三種縮尺比的低矮房屋標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行了測壓對(duì)比試驗(yàn)，認(rèn)為當(dāng)阻塞度為4.9%時(shí)，阻塞效應(yīng)不能忽視。Wang等仁基于某高層建筑實(shí)際工程項(xiàng)目，對(duì)兩種縮尺比的剛性測壓模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，比較了建筑表而平均和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)。

《公路混凝土路面抗滑與降噪技術(shù)》系統(tǒng)總結(jié)了針對(duì)公路隧道混凝土路面抗滑性差、噪聲大等問題開展的系列研究課題的成果和經(jīng)驗(yàn)，主要內(nèi)容包括：公路隧道混凝土路面抗滑降噪功能需求和機(jī)理分析，刻槽混凝土路面、露石混凝土路面和聚合物改性纖維混凝土路面的抗滑與降噪性能研究，混凝土路面抗滑性能衰減規(guī)律與改善技術(shù)研究，隧道混凝土路面抗滑與降噪試驗(yàn)路研究，隧道混凝土路面抗滑降噪技術(shù)推薦等。

《公路混凝土路面抗滑與降噪技術(shù)》可供公路設(shè)計(jì)、施工、管理、科研人員使用，也可供相關(guān)專業(yè)研究生學(xué)習(xí)參考。