混凝土和碎石基床摩擦系數(shù)、橡膠板和碎石基床摩擦系數(shù)取值分析.doc

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混凝土與碎石基床摩擦系數(shù)、橡膠板與碎石基床摩擦系數(shù)取值分析 1.混凝土與碎石基床摩擦系數(shù)比較 1.1試驗(yàn) 《長江口深水航道治理工程橡膠阻滑板摩擦系數(shù)試驗(yàn)研究報告》中得出混凝土和碎石基床試驗(yàn)結(jié)果見表1。 表1 混凝土與基床摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果 摩擦系數(shù)取值依據(jù) 及基床應(yīng)力 統(tǒng)計指標(biāo) 峰 值 段 平 均 值 峰 值 40kpa 60kpa 80kpa 40kpa 60kpa 80kpa 同一基床應(yīng)力測試次數(shù) 13 13 13 13 13 13 同一基床應(yīng)力最小值 0.617 0.592 0.680 0.629 0.629 0.685 同一基床應(yīng)力最大值 0.737 0.759 0.745 0.751 0.780 0.766 同一基床應(yīng)力平均值 0.685 0.675 0.715 0.710 0.699 0.732 同一基床應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差 0.029 0.062 0.019 0.030 0.059 0.020 三種基床應(yīng)力的均值 0.692 0.714 三種基床應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)差 0.043 0.041 通過表1可以發(fā)現(xiàn)同一基床應(yīng)力最大值在40kpa、60kpa、80kpa下規(guī)律不明顯，本工程實(shí)際沉管對地壓力約為1.72kpa~0.66kpa, 根據(jù)規(guī)律應(yīng)取對基床壓力40kpa工況下的摩擦力峰值最大值0.751。 1.2規(guī)范 《重力式碼頭設(shè)計規(guī)范》中以0.6作為混凝土與基床摩擦系數(shù)，圖1中給出規(guī)范編制說明提供的多家試驗(yàn)結(jié)果，從該圖可看出，規(guī)范的摩擦系數(shù)0.6主要取自細(xì)平基床、基床應(yīng)力200-600kpa的試驗(yàn)結(jié)果。在基床應(yīng)力小于200kpa時摩擦系數(shù)增大到0.65—0.75（見圖中試驗(yàn)1、2）。這與試驗(yàn)結(jié)果一致。還應(yīng)注意到，試驗(yàn)采用1~50kg塊石拋石基床，整平標(biāo)準(zhǔn)100mm，整平標(biāo)準(zhǔn)接近于粗平，有利于摩擦系數(shù)的提高。 圖1 重力式碼頭規(guī)范基床摩擦系數(shù)所引用試驗(yàn)結(jié)果 港珠澳沉管隧道碎石基床屬于細(xì)平，較本試驗(yàn)粗平基床摩擦系數(shù)會有降低的趨勢，但沉管對基床壓力較小，較本試驗(yàn)對摩擦系數(shù)有增加的趨勢，兩種條件互相抵消，故取摩擦力系數(shù)最大值為0.75。 1.3結(jié)論 通過《長江口深水航道治理工程橡膠阻滑板摩擦系數(shù)試驗(yàn)研究報告》和《重力式碼頭設(shè)計規(guī)范》綜合分析，結(jié)合本工程碎石基床的特點(diǎn)和沉管對基床的壓力分布情況，取沉管混凝土與碎石基床摩擦力系數(shù)為0.75。 2.橡膠板與碎石基床摩擦系數(shù)比較 《長江口深水航道治理工程橡膠阻滑板摩擦系數(shù)試驗(yàn)研究報告》中為了定量分析摩擦系數(shù)組內(nèi)差異對產(chǎn)品抗滑安全度可能帶來的影響， 2.1 基床應(yīng)力的影響 試驗(yàn)中基床應(yīng)力對摩擦系數(shù)的影響表現(xiàn)為摩擦系數(shù)隨基床應(yīng)力增加而略有降低的趨勢。這種變化是總體平均趨勢。對2～13批全部37塊樣品逐塊分析，有20塊樣品服從這種規(guī)律。由于這20塊樣品中有的組次不同基床應(yīng)力下摩擦系數(shù)相差比較大，出現(xiàn)了在基床應(yīng)力分別為40、60、80Kpa條件下全部樣品摩擦系數(shù)均值為0.913、0.892、0.871的遞減結(jié)果，由于還有接近一半組次不服從這種規(guī)律，所以，該論證結(jié)果并不能完全說明問題。 考慮到摩擦系數(shù)隨基床應(yīng)力而變化的特點(diǎn)，利用現(xiàn)有檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計推斷時，應(yīng)以接近于結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值的40Kpa基床應(yīng)力條件下的試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)。 2.2 長江口二期工程配置橡膠阻滑板的沉箱底板摩擦系數(shù)估計 2.2.1全部樣品的摩擦系數(shù)，在設(shè)計確定的基床應(yīng)力40kpa條件下平均值達(dá)0.913，最小值為0.818，且只出現(xiàn)于1個樣品，其余都在0.84以上。 2.2.2雖然同一試驗(yàn)條件下，重復(fù)試驗(yàn)得到的摩擦系數(shù)有一定的波動范圍，但出現(xiàn)小于0.75或0.8的樣品統(tǒng)計樣品數(shù)僅4塊，占全部樣品的10.8 ％。根據(jù)摩擦系數(shù)組內(nèi)分布界限值的統(tǒng)計，從平均意義而言，在設(shè)計采用的40kpa基床應(yīng)力條件下同一塊膠板的重復(fù)試驗(yàn)中出現(xiàn)小于0.8的比例只占總測試次數(shù)的3.6％左右。 2.2.3樣品摩擦系數(shù)最小值和組內(nèi)摩擦系數(shù)小于0.8界限出現(xiàn)的比例，這種情況應(yīng)屬于小概率事件。整個沉箱的抗滑穩(wěn)定性有較高的可靠度。 2.3港珠澳島隧工程沉管精調(diào)系統(tǒng)底部橡膠板與基床摩擦系數(shù)分析 沉管精調(diào)系統(tǒng)橡膠板擬采用和長江口工程相同產(chǎn)品，精調(diào)系統(tǒng)對基床壓力最大約為30.58kpa，和長江口工程中沉箱對基床壓力40kpa較接近，根據(jù)試驗(yàn)中基床應(yīng)力對摩擦系數(shù)的影響表現(xiàn)為摩擦系數(shù)隨基床應(yīng)力增加而略有降低的趨勢，可以得出精調(diào)系統(tǒng)底部橡膠板對基床摩擦系數(shù)有增大的趨勢；由于基床屬于細(xì)平，對摩擦力有減小的趨勢，故兩個條件可抵消。 結(jié)論：根據(jù)《長江口深水航道治理工程橡膠阻滑板摩擦系數(shù)試驗(yàn)研究報告》中分析，結(jié)合本工程實(shí)際情況，橡膠板與碎石基床摩擦力系數(shù)可以參照長江口工程沉箱對基床40kpa壓力的工況取值，在設(shè)計采用的40kpa基床應(yīng)力條件下同一塊膠板的重復(fù)試驗(yàn)中出現(xiàn)小于0.8的比例只占總測試次數(shù)的3.6％左右，故可以取摩擦系數(shù)0.8，保證率可以達(dá)到96.4%。