本发明属于水利工程设施，具体涉及一种温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法。
背景技术：
1、水利工程建设中的混凝土坝体在使用过程中常常出现裂纹裂缝等现象；具体地，大坝上游常年受到高水压以及淤泥力等荷载作用，面临水力劈裂与渗透破坏的风险。尤其是坝踵部位，处于强约束区，无论是施工期还是运行期，应力状态复杂，易发生水力劈裂破坏，严重时导致坝踵开裂或防渗帷幕拉裂，影响大坝的安全。对于高压输水隧道，混凝土衬砌在多次充水-放空运行，温差冲击和复杂围压作用下，渗透溶蚀与劈裂作用影响建筑物的安全稳定与服役寿命。
2、现有的对混泥土的水力劈裂研究主要考虑混凝土外部的环境温度和水压对混凝土裂缝的影响，但是影响混凝土劈裂的因素还包括有混泥土内部与混凝土表面的温度差异等，由于现有研究考虑因素不够全面，导致对混凝土水力劈裂的评估结果不准确、不可靠。
3、综上，现有对水利劈裂的评估存在评估结果不准确的问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
3、一种温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，该方法包括如下步骤：
4、对各混凝土试件进行不同温差的热损处理，得到热损伤后的混凝土试件；
5、通过计算机断层扫描技术对热损伤后的混凝土试件进行扫描获取热损伤后的混凝土试件对应的密度、孔隙率和渗透率；通过对热损伤后的混凝土试件进行单轴压缩试验，得到各温差下对应的弹性模量和抗压强度；通过对热损伤后的混凝土试件进行巴西盘劈裂试验，得到各温差下对应的劈裂抗拉强度；
6、根据得到的密度、孔隙率、渗透率、弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度建立一个设定长度边长的二维正方形数值模型，根据广义胡可定律约束数值模型的固体力学场，根据达西定律约束数值模型的渗流场，对数值模型的左边界和下边界施加辊支承约束，在数值模型上表面开设一个圆孔；
7、对数值模型进行水力劈裂试验，通过圆孔进行模拟注水，并按照设定时间间隔增加设定注水压力，当数值模型出现裂缝时，将当前注水压力作为起裂水压，当数值模型出现贯穿裂纹时，将当前注水压力作为对应的破坏水压，构建温差-起裂水压-破坏水压的关系，以此作为评估混凝土设施指标。
8、进一步地，获取热损伤后的混凝土试件对应的密度、孔隙率和渗透率的过程为：从混凝土试件中心钻取圆柱状的试样，对该圆柱试样进行三轴方向切片，获取切片的ct切片图像；对ct切片图像依次进行质量提升，所述质量提升包括有平均亮度处理、去除环状伪影、滤过射线硬化和滤波处理；根据质量提升后的ct切片图像获取对应的密度、孔隙率和渗透率。
9、进一步地，广义胡可定律约束数值模型的固体力学场的控制方程为：
10、
11、其中，g为剪切模量，ui为位移在i方向上的位移分量，uj为位移在j方向上的位移分量，α为biot系数，fi为i方向上的体力，po为孔隙流体压力，ν为泊松比。
12、进一步地，根据达西定律约束数值模型的渗流场的控制方程为：
13、
14、其中，s为储水系数，εv为体积应变，α为biot系数，p为注水压力，t为时间，为梯度算子，k为渗透率，μ为流体的动力粘滞系数。
15、进一步地，热损处理的过程为：在混凝土试件的中心设置带温度传感器的加热棒；将混凝土试件放置于温湿度控制试验箱中，控制混凝土试件内外温度一致达到设定温度；控制不同的混凝土试件的加热棒分别加热到不同的加热温度，并持续加热设定时间；所述温差指的是混凝土试件的加热棒的加热温度与温湿度控制试验箱的温度的差值。
16、进一步地，设定温度为0℃。
17、进一步地，数值模型利用comsol软件建立，所述设定长度为100mm。
18、进一步地，设定注水压力为0.1mpa。
19、进一步地，混凝土试件的包括有圆柱体结构的混凝土试件和正方体结构的混凝土试件。
20、本发明与现有技术相比具有以下优点：
21、本发明的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法首先对混凝土试件进行热损处理，来模拟混凝土内外温度不一致对混凝土造成的损伤情况，对热损伤后的混凝土试件的进行扫描和试验来获取热损伤后的混凝土试件的参数，具体包括有孔隙率、渗透率、劈裂抗拉强度、弹性模量和抗压强度等；根据这些数据建立一个数值模型，通过圆孔进行模拟注水，来观察数值模型的变化，进而得到对应的压裂水压和破坏水压；通过数值模型降低试验的成本，同时也能有效缩短试验的时间，对混凝土试件快速做出评估。根据不同温差下混凝土试件的压裂水压和破坏水压可以知道当前混凝土试件抵抗水压的能力，同时利用该数据也可以指导后续该混凝土的维护工作。在对混凝土进行评估时考虑温差的影响，从而提高水利劈裂评估的准确度。
22、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：所述获取热损伤后的混凝土试件对应的密度、孔隙率和渗透率的过程为：从混凝土试件中心钻取圆柱状的试样，对该圆柱试样进行三轴方向切片，获取切片的ct切片图像；对ct切片图像依次进行质量提升，所述质量提升包括有平均亮度处理、去除环状伪影、滤过射线硬化和滤波处理；根据质量提升后的ct切片图像获取对应的密度、孔隙率和渗透率。
3.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：广义胡可定律约束数值模型的固体力学场的控制方程为：
4.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：根据达西定律约束数值模型的渗流场的控制方程为：
5.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：所述热损处理的过程为：在混凝土试件的中心设置带温度传感器的加热棒；将混凝土试件放置于温湿度控制试验箱中，控制混凝土试件内外温度一致达到设定温度；控制不同的混凝土试件的加热棒分别加热到不同的加热温度，并持续加热设定时间；所述温差指的是混凝土试件的加热棒的加热温度与温湿度控制试验箱的温度的差值。
6.按照权利要求5所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：所述设定温度为0℃。
7.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：所述数值模型利用comsol软件建立，所述设定长度为100mm。
8.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：设定注水压力为0.1mpa。
9.按照权利要求1所述的温差作用下混凝土水力劈裂的评估方法，其特征在于：所述混凝土试件的包括有圆柱体结构的混凝土试件和正方体结构的混凝土试件。
