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水库安全运行管理理论与模式研究
Research on the Theory and Mode of Safe Operation Management of Reservoirs

第二节 混凝土坝除险加固

一、混凝土坝裂缝的危害与控制

大坝在失效的前期，会出现一些病害，产生一些征兆，其中裂缝是最常见的
病害之一，这些裂缝大部分出现在坝体的表面，并且呈渐进式发展或破坏，部分
最终形成深层裂缝或贯穿裂缝，若没有及时采取有效的措施进行控制和补救，将

不断扩展失稳导致坝体的最终失效。由于大坝及基岩工作条件复杂，荷载、计算
参数、计算模型等的差异性，并且存在对大坝结构造成影响的诸多因素（如实际
的基础情况、地震强度、超设计洪水，恶劣的运行环境等）的差异，这就使得裂

缝这一重大安全隐患对结构的危害性难以做出统一、合理、及时的评价。根据裂
缝检查和检测资料，分析裂缝的属性特征及其发展情况，开展对裂缝控制措施的
研究，对于确保大坝的长期安全运行具有非常重要的意义。
（一）混凝土裂缝成因机理分析

1. 混凝土裂缝的基本概念
裂缝是固体材料中的某种不连续现象。近代科学关于混凝土强度亚微观研究
以及大量工程实践所提供的经验都说明，混凝土构筑物的裂缝是不可避免的。也

可以认为，混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的。为了结构的安全使用，应
将混凝土裂缝的有害程度控制在允许范围内。多年来，随着近代实验设备和技术
的进步，通过扫描电镜、X 衍射分析、超声波探测等手段，完全证实了在未受荷
混凝土中存在微观裂缝。这些肉眼不可见的裂缝在类型上可分为以下三种：

①界面裂缝：存在于水泥石与粗、细骨料界面上的裂缝。
②骨料裂缝：骨料本身存在的裂缝。
③水泥石裂缝：水泥石本身由于水化过程未完全或水化产物分布不均产生的

微裂。混凝土固有的微裂可以用混凝土的多相理论加以解释。由于混凝土为多相
不均匀物质，在温度、湿度变化时，混凝土内各相均会产生体积变形。水泥石收
缩较大，骨料收缩较小，水泥石的热膨胀系数大，骨料的小，它们之间由于不同

的体积变形产生了相互的约束应力。混凝土微裂的固有存在以及在一定条件下的
扩展、增加、贯通，直接导致了各种混凝土裂缝的形成。混凝土微裂是肉眼不可
见的，肉眼可见裂缝范围一般以 0.05mm 为界。大于等于 0.05mm 的裂缝称为“宏

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