水利工程与设计

寒区水工混凝土裂缝形成机理与耐久性评估方法探讨

李 汝献

枣庄大禹水利工程有限公司

DOI: https://doi.org/10.59429/slgcsj.v6i4.8677

Keywords: 寒区水工混凝土；裂缝形成机理；冻融循环；耐久性评估；损伤演化

---

Abstract

寒区水工混凝土结构在环境温度剧烈变化和冰冻循环的双重作用下，容易出现裂缝损伤，严重影响工程安 全和使用寿命。论文分析了寒区水工混凝土的温度应力作用机理、冻融循环劣化过程和化学 - 物理耦合损伤机制， 阐明了裂缝扩展的渐进性损伤演化规律。研究表明，混凝土内外温差可达 15℃ ~20℃，表层温度每降低 10℃产生的 拉应力达 1.5~2.0MPa；冻融 300 次循环后动弹性模量降低 40%；化学 - 物理耦合作用使劣化速度提高 2~3 倍。基于 声发射、CT 扫描等无损检测技术建立了混凝土损伤评估模型，预测精度达 85% 以上。通过材料组成优化和施工养 护措施改进，实现了裂缝宽度减少 50%、抗拉强度提高 40% 的控制效果。研究成果为寒区水工混凝土结构的耐久性 设计和全寿命周期管理提供了理论依据。

---

References

[1] 贾超,王亦欣,闵巧玲,等.含不规则跨尺度裂缝的钢筋混凝土厂房吊车梁结构性能分析[J].水资源与水工程学报,2023,34(1):159-167.

[2] 刘丽秋.改性环氧修复剂修复潮湿环境下混凝土裂缝的固化时间影响[J].水利科学与寒区工程,2023,6(9):24-27.

[3] 夏明海,秦子鹏,曾霞,等.寒区均质土坝混凝土面板冰冻胀破坏的力学分析[J].水资源与水工程学报,2020,31(4):104-112.

[4] 王丽秋.基于寒区混凝土重力坝体应力与变形分析——以辽宁省观音阁水库为例[J].黑龙江水利科技,2022,50(2):50-53.

[5] 张健.高寒区渠道衬砌混凝土裂缝快速修复技术研究[J].水利科学与寒区工程,2021,4(1):59-65.

[6] 姜涛,李宁,祝继隆.寒区碾压混凝土坝越冬保温措施研究[J].黑龙江水利科技,2024,52(2):33-35.

[7] 杨梦鑫,马腾飞,高珊,等.水利工程建筑物混凝土裂缝的预防与控制技术研究[J].水利科学与寒区工程,2023,6(5):8-10.

[8] 金书成.功能梯度混凝土结构在寒区桥梁基础上的适用性研究[D].黑龙江:东北林业大学,2023.