2021年5期
科技创新与应用
Technology Innovation and Application
研究视界
蒋春霞，黄志成
（广东理工学院，广东肇庆526020）
引言
按照相关规范规定在每隔不大于30米的地方现浇钢筋混凝土地下管沟就要设置温度伸缩缝，如遇有一些不利工程地质条件还要设置变形缝，在地基不均匀沉降等作用下变形缝会发生相对位移，这些位移会使管沟内的管线产生附加内力影响管线的正常使用，在实际施工中为了减少这种影响，经常在变形缝中布设抗剪钢筋。在很多工程实践中表明这种方法真实有效，本文就在实验室中建立缩尺模型对两种不同钢筋在布置方法、数量、锚固长度下得到它们的破坏方式、
力-位移关系曲线、延性指数等，为以后的地下管沟的建设提供基础研究资料和设计参考。
1试验基本情况
GLS1-GKS3，分成2组，都现浇于混凝土基础底座两端。混凝土基础底座于地面刚性连接，试件抗倾覆系数满足
要求。试件包括与底座一起浇筑的节段1、悬臂端节段2和中间的变形缝组成，变形缝中间有抗剪钢筋把两个节段连成一个整体。节段1和节段2尺寸为纵长都为350
毫米，截面高1000毫米，宽800毫米，变形缝宽10毫米，顶板和底板板厚都为120毫米，侧壁壁厚100毫米。管沟总截面积510000平方毫米，钢筋总截面积2873.9平方毫米，配筋率0.564%，这些构造与实际结构相近。
图1实验加荷装置
抗剪钢筋牌号为H 砸B335的直径为10钢筋，长度
300毫米，两端植入节段1和节段2中，沿管沟壁均匀布置或仅侧壁布置，其具体布置方案如下表1。
材料为混凝土选用C35等级，预埋管为Q235b 。抗剪钢筋承载计算公式为：
M p =nW pn f y =pa
家用电动绞肉机摘要：为了防止现浇地下管沟的变形缝发生变位，施工时经常在变形缝位置布设钢筋以提高其抗剪能力（抵抗其产生附加内力）。文章就以实验研究地下管沟变形缝处抗剪钢筋的力学性能和抗震延性，通过以抗剪钢筋布置方式、钢筋数量、抗剪钢筋锚入长度为参数，在整体结构缩尺模型上反复加载，得到试件的破坏形态和破坏现象、力-位移曲线及延性系数结果，从而得出试件的极限承载力大小与抗剪钢筋配置数量成正比，抗剪钢筋布置的位置对极限承载力大小没有多大影响，但对延性性能有影响。
关键词：变形缝；抗剪钢筋；反复加载中图分类号:TU990.3
文献标志码:A
文章编号:2095-2945(2021)05-0065-03
Abstract :In order to prevent the displacement of the deformation joint of the cast-in-place underground pipe ditch,steel
bars are often laid at the deformation joint position during construction to improve its shear resistance
(to resist the additional
internal force).In this paper,the mechanical properties and anti-seismic ductility of shear steel bars at the deformation joints of underground pipe trenches are studied experimentally.By repeatedly loading on the scale model of the whole structure with the arrangement of anti -shear bars,the number of steel bars and the anchor length of anti -shear bars as parameters,the failure shape and phenomenon of the specimen,the force-displacement curve and the ductility coefficient are obtained,and it is concluded that the ultimate bearing capacity of the specimen is proportional to the number of anti-shear bars.The location
of the shear reinforcement has little effect on the ultimate bearing capacity,but has an effect on the ductility.
Keywords :deformation joint;anti-shear reinforcement;repeated loading
*基金项目：广东理工学院教学团队，工程造价专业教学团队(编号:JXTD2018002)；广东理工学院人才培养示范基地，建筑工程技术类人才培
养示范基地(编号:SFJD2017001)
作者简介：蒋春霞（1980-），女，硕士，讲师，研究方向：建筑工程；黄志成（1970-），男，本科，讲师，研究方向：
工程造价
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其中p 为试件受到的集中荷载，a 为荷载位置处变形缝之间的距离，n 为抗剪钢筋数量，W pn 为单根钢筋的截面抵抗矩，f y 为钢筋抗拉强度设计值，试件受力之后产生的弯矩和剪力图如下：支承板
弯矩图
（1）剪力图（2）图2试件受力图
根据强度理论计算公式：
其中σ1、σ2、σ3分别为三个维度上的应力，[σ]为材料容
许应力。把实验数据代入得到，当n=25时，P=310.8kN 。
2实验方案
卤钨灯光谱为保证试件在变形缝处的受力以受剪为主，结合实验室条件，采用了把变形缝处的钢筋布置成铰接，在试件顶部用千斤顶竖向施加剪力。试件的混凝土基础跟实验室的地槽为刚性连接，其中节段1让它保持与混凝土基础整体现浇，节段2悬挑。本次实验采用控制位移和荷载双重因素进行反复加载，每次加载后持荷2到3分钟，观察试件裂缝和破坏的发展情况。加载过程分为预加载和正式加载两个阶段，在预加载阶段以每级0.21kN/s 速率均匀地分三级加载在试件上；在正式加载阶段以25kN/s 的速率均匀地反复地加载在试件上，并记录管沟在每次循环荷载下地变形缝处地竖向位移值和管沟的顶板、底板及管沟侧壁裂缝的出现、
发展情况。3实验结果
GLS1试件当荷载加载到55kN 时开始出现裂缝，在
管沟的正面也出现了一条连接顶板到底板的贯穿裂缝，继续增大荷载，这条裂缝不断加宽，同时在管沟的侧面和底部也开始出现多条裂缝，当把剪力加到110kN 时，上部的抗剪钢筋处的混凝土开始剥落，前面的裂缝继续发展变宽变大。位移加载初始值为10毫米，剪力=250kN 时，管沟顶板底面和板混凝土都出现了可见的裂缝，增大位移量，裂缝也跟着继续发展。
GLS2试件当竖向剪力等于65kN 时开始出现裂缝，
管沟正面中部出现两条竖向斜裂缝，继续加大荷载，正面
裂缝向地面方向发展，侧面也由水平和斜向裂缝出现；当荷载加到150kN 时，同时进行位移加载，发现随着位移增加，位于侧壁上下端边的裂缝斜向发展直至正面；继续加载和加位移，变形缝周围的混凝土开始剥落，裂缝继续发展，最后抗剪钢筋断裂。
GLS3试件当剪力等于33kN 时，管沟正左面出现了
竖向贯穿裂缝，继续加大荷载，管沟侧面，底板都出现了
很多竖向裂缝；开始加位移，这时中部的抗剪钢筋的混凝土有少量剥落，继续增加位移量和力，管沟正面裂缝都向两端发展，混凝土持续剥落，裂缝继续加大变宽，直至最后抗剪钢筋断裂，以剪切为主的试件破坏。
GLS4试件当剪力等于35kN 时出现开裂，管沟正面
也出现一条竖向裂缝，继续加大荷载，侧面出现多头水平和竖向裂缝；加载到160kN 时，开始加载位移，既有裂缝不断向周围发展，当加载到200kN 时，管沟端边的抗剪钢筋出现了肉眼可见的受弯扭曲现象，周边混凝土也有
试件编号 植入长度（mm ）
抗剪钢筋布置位置 抗剪钢筋布置数量（根）
GLS1 150 四周均匀布置 25 GLS2 150 只侧壁布置
25 GLS3 150 四周均匀布置 20 GLS4
150
散热模组只侧壁布置
20
表1抗剪钢筋布置方案
s 图3实验中出现最频繁的裂缝分布图
(下转69页)
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5结论与建议
潜流带地下水中砷的行为研究正受到世界相关学者越来越多的关注。目前，关于外界条件和不同水化学因素作用下地下水中砷的迁移转化方面均有研究开展。研究普遍认为： （1）地下水系统中的砷含量与农业灌溉、大气降水和地下水位变化等存在明显的响应关系，砷在地下水环境中的迁移转化受到地下水和地表水相互作用的显著影响。
（2）pH 、Eh 和共存离子等水化学因素是影响砷在潜流带中迁移转化的重要因素。当地下水pH 升高，砷被解吸导致地下水砷浓度升高；铁（氢）氧化物的还原溶解和含
砷硫化物矿物的氧化是原生高砷地下水的主要形成机制；地下水中普遍存在的各种离子可能会占据吸附剂的吸附位点，通过竞争吸附、配位体交换、离子交换等使砷解吸进入地下水，显著影响地下水中砷的迁移转化。消防支架
国内外对潜流带中砷行为特征的认识仍不够全面以及深入，有待相关学者进一步去探索和发现。其中，
潜流带中砷迁移转化的机理研究成果较少，有待进一步实验和模型去深入刻画。其次，潜流带中微生物活动起着非常关键的作用，但微生物作用影响潜流带中砷的迁移转化过程仍不明确，有待进一步解释。参考文献:
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少量剥落，继续加载，最后抗剪钢筋断裂，破坏以剪切断
裂为主同时也伴随受弯受扭。
根据实验数据得出试件承载力、位移和位移延性系数见表2。
4结论
通过以上实验可得：地下管沟在变形缝处设置抗剪钢筋具有良好的延性和抗震性，实验中在抗剪钢筋植入混凝土内部的钢筋均没有出现破坏现象，说明在地下管沟中抗剪钢筋的植入锚固长度最后为15d 左右，试件破坏以承受抗剪断裂为主，同时有混凝土剥落现象，试件在加载过程中，裂缝先出现在两端，即该部位先受力且受力
较大，在以后的布设中，可以适当加大这个部位的配筋，整个受力形式接近单跨简支梁受力形式。参考文献:
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表2试件承载力、位移和位移延性系数表
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