某水电站拱坝施工期温度仿真分析

拱坝施工期的温控防裂研究是设计和施工期需要特别关注的问题之一.采用三维有限单元法对某水电站拱坝碾压混凝土坝段和常态混凝土坝段的施工期温度场进行仿真分析.计算结果表明,薄层浇筑的层面散热效果好,层厚超过3 m后效果不明显;不同季节的层面散热效果差异较大,浇筑气温越低,层面散热效果越好;常态混凝土溢流坝段自由冷却时间较长,须采取坝体二期冷却措施,以保证按期进行接缝灌浆.     

变化水位下碾压混凝土重力坝温度应力研究

碾压混凝土是一种干硬性混凝土,施工时是薄层碾压、连续浇筑,温度应力是其产生裂缝的一个主要荷载。不同于常规的碾压混凝土重力坝,抽水蓄能电站大坝典型的特点是水位变幅大,变水位区混凝土表面会经常出现不同的温度边界条件交替现象,表面应力情况更加复杂。针对这一问题,以周宁抽水蓄能电站为例,结合三维有限单元法,研究大坝碾压混凝土施工期的温控方案和运行期变化水位下的温度应力。计算结果表明,在合理的浇筑温度、浇筑季节和通水冷却措施下,施工期温控方案可以满足工程要求,运行期的水位变化也不会在水位变化区引起较大的应力变化。研究成果可以指导现场施工,并对类似工程建设提供一定参考依据。     

小湾拱坝施工期温度场动态跟踪仿真

针对小湾拱坝的施工现状,考虑了混凝土的热学参数及边界条件历时过程、混凝土浇筑过程以及通水冷却措施等因素,应用瞬态热传导三维有限元分析方法对拱坝施工期的温度场进行动态仿真计算,分析了坝体在施工期温度场的时空分布规律,并与监测温度值进行了对比分析.计算结果表明:整个温度场分布规律与监测资料基本吻合,仿真结果较为合理.同时,该研究成果对小湾拱坝施工过程中温控措施的合理性也进行了有效论证.     

圆孔方形倒虹吸施工期温控防裂措施研究

圆孔方形倒虹吸较其它结构类型的倒虹吸有着更为优越的水力特性和受力性能,故在调水工程中具有很大的应用潜力。但该类型倒虹吸是典型的空腔薄壁大体积混凝土结构,施工期的温控防裂成为其推广应用的瓶颈。本研究基于此现实问题,以滇中引水工程下庄倒虹吸为研究对象,考虑了混凝土的水化热及早期力学性能、环境温度变化和温控防裂措施等因素,采用单元"生死"技术和"时程分析"方法,计算了下庄倒虹吸采用温控防裂措施和未采用温控防裂措施两种工况下的管体瞬态温度场,分析了这两种工况下管体温度场和温度应力场的变化规律。采用了混凝土的弹塑性本构关系和改进的Wliiiam Warnke五参数破坏面开裂准则,给出了两种工况下下庄倒虹吸管体混凝土的裂缝演化规律,证明了圆孔方形倒虹吸在不采取温控防裂措施的工况下,管体会因温度应力而开裂。同时,在计算分析的基础上,提出了下庄倒虹吸施工期的温控防裂措施,并验证了所采取防裂措施的有效性,以期为下庄倒虹吸及类似工程的应用提供施工依据。     

薄壁混凝土结构施工期温控防裂研究

针对施工期薄壁混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为薄壁混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对某大型渡槽施工期混凝土结构在该温控防裂措施下的温度场和应力场进行仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值.     

重力坝底板施工期温度应力仿真

运用有限单元法对施工期混凝土进行了仿真计算,分析了混凝土施工期温度场和应力场的时空变化规律,找出了基础底板裂缝容易出现的部位,为后续的温控防裂方法的研究提供了参考依据.     

铅厂水电站碾压混凝土重力坝施工期温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工中容易产生温度裂缝,影响大坝安全.采用三维有限单元法对铅厂水电站碾压混凝土重力坝4#表孔溢流坝段在坝体施工期时的变温度场应力场进行有限元仿真计算分析.分析结果表明:强约束区混凝土温差及浇筑时上下层温差均在规范规定范围内;坝体大部分区域内的应力水平满足允许应力控制标准.最后对可能出现温度裂缝的部位提出了相应的防裂措施.     

关于高拱坝混凝土温控措施的建议

高拱坝由于坝体较高,底宽及仓面都较大,会带来一些新的问题.介绍分析了一些高拱坝建设中常见的问题:底宽长,约束区范围大;现场数据量大,给处理分析带来困难;受到地基和混凝土的约束更强等.提出了以下几点措施:1)选择合适的混凝土半熟龄期;2)施工期进行时空动态控制,针对具体工程建立温控决策支持系统;3)合理规划通水冷却,安排中期冷却以及适当地规划二期冷却.     

掺氧化镁的RCC特性试验研究及在马堵山大坝高温施工中的温控仿真

掺MgO的RCC混凝土主要运用提高混凝土的防裂特性.通过外掺氧化镁碾压混凝土的特性试验研究,通过弹性模量与自生体积变形的试验,确定本文中碾压混凝土中恰当的MgO掺量为5.5%,并对马堵山大坝碾压混凝土的最大浇筑块的高温环境施工进行精确的温度场和应力场仿真计算,结果表明采用外掺氧化镁技术与埋设HDPE冷却水管相结合的措施对RCC高温施工的防裂是行之有效的温控防裂方法,为随后进行的马堵山碾压混凝土大坝高温环境的施工方案提供了重要的科学依据.     

碾压混凝土坝混凝土垫层温控措施优化分析

考虑到防裂和便于基岩固结灌浆,碾压混凝土坝建设过程中往往在基岩上浇筑薄层常态混凝土垫层.垫层区混凝土常常产生早期裂缝,不合理的温控措施是导致垫层开裂的一个重要原因.混凝土垫层在结构形式上受地基约束大,因而施工过程中需要严格控制最高温度和温度梯度.采用热流耦合精细算法,分别对碾压混凝土坝垫层混凝土的水管布置层数、浇筑温度、通水强度、保温层以及浇筑层厚等温控措施进行敏感性分析.计算结果表明,加密水管和降低浇筑温度的温控效果最明显;对表面洒水养护和设置保温层后,需要结合其他温控措施降低混凝土垫层内部温度;垫层较薄时,分层浇筑对降低垫层温度和应力的作用不大,不需要分层浇筑.     

金安桥水电站碾压混凝土厂房坝段快速施工温控方案分析

以金安桥水电站碾压混凝土坝最高和最宽的8号厂房坝段为例,采用三维有限元法模拟碾压混凝土坝的浇筑过程和温控措施.针对浇筑层厚度、层间间歇时间及温控措施的不同情况,结合碾压混凝土的施工特点和金安桥工程特点,拟定了进行快速施工温控方案研究的5个计算方案,对各计算方案进行坝体温度场和温度应力场的综合分析.分析结果表明,仅方案Ⅴ能满足温控标准.最后提出了可供设计、施工参考的大坝快速施工和相应的温控方案,以及拟进一步分析的问题.     

普定碾压混凝土拱坝温度场仿真研究

利用ANSYS软件及其二次开发技术,基本实现了碾压混凝土拱坝温度场全过程的仿真计算. 根据数值仿真计算并结合理论分析及我国首座碾压混凝土拱坝某些温度监测数据,得出了影响坝体温度场变化及其仿真计算可靠性的主要因素. 为检验普定拱坝温度场仿真分析结果的合理性,将仿真结果与实测值进行了比较分析,计算分析结果可为深入研究普定碾压混凝土拱坝真实工作性态提供参考依据,具有一定的工程应用价值.     

沙牌碾压混凝土拱坝应力场仿真计算分析

目的分析坝体施工期和运行期应力场的分布特点和变化规律、诱导缝的状态和张开时间以及坝体损伤开裂状况.方法碾压混凝土拱坝的核心问题是温度应力问题,现阶段进行全过程诸多因素的耦合分析仍然面临许多困难.基于应力场隐式解法的基础上,讨论了碾压混凝土材料的本构模型、温度影响、非线性徐变、诱导缝的损伤开裂准则等问题.结果结合沙牌工程,进行了大坝施工期和运行期的应力场仿真计算分析,根据仿真计算结果结合大坝施工期的部分观测资料,分析了诱导缝的张开和坝体的损伤开裂情况.结论诱导缝和横缝显著改变了坝体的应力分布,施工期间坝体会出现局部开裂,蓄水后坝体应力状态有所改善,但是下游面和坝顶仍有开裂的可能.     

混凝土重力坝整体抗震及破坏特性分析

强震荷载作用下混凝土重力坝各坝段间的动力相互作用不可忽视。利用能考虑混凝土软化特性并可反映实际损伤能量耗散的混凝土塑性损伤本构模型,通过建立重力坝整体3维有限元模型,考虑地基辐射阻尼作用和坝体接缝非线性动力接触作用,采用时域分析方法对官地碾压混凝土重力坝进行整体3维非线性地震反应分析,研究大坝整体抗震特性,得到大坝的损伤破坏区域及抗震薄弱部位,揭示横河向地震输入对大坝地震反应的影响。研究表明：考虑坝段间的动力相互作用后,大坝整体抗震性能得到提高;考虑横河向地震输入后,大坝的动力响应及损伤破坏范围均有所增大。     

预防连续箱梁施工裂缝的温度监测与有限元分析

研究混凝土浇筑初期内部温度应力不均匀分布特征和预防温度裂缝的有效措施,以西安至铜川高速公路渭河特大桥某0＃箱梁为研究对象,以MIDAS／FEA(multitier distributed applications services／finite element analysis)有限元分析软件为计算平台,采用有限单元法对施工期混凝土水化热温度场进行了数值模拟计算,分析了3种不同防裂工程措施的理论效果,并结合温度监测进行了工程措施的优化。结果表明:混凝土浇筑52h左右内部温升达到高峰,有无冷却水管的箱梁内部最高温度温差在10℃左右,在内外温差20℃左右时拆除模板时机较为恰当;箱梁腹板与横隔板交界处温度应力集中,设置冷却水管改善温度应力分布效果明显。与其他研究结果相比,采取温度监测与有限元计算全过程动态分析方法优化防裂工程措施效果较好。     

硬铝合金半连续铸造过程数值模拟及裂纹倾向性研究

对凝固过程中流场、应力场、温度场及微观组织形态进行数值模拟,能帮助工艺设计人员分析不同时刻凝固过程的温度分布、金属流态、结晶晶粒尺寸、应力分布等重要物理参数,从而预测疏松、偏析、夹杂及热裂纹等缺陷.在结晶器下方设置区域冷却装置,控制区域冷却装置刮水板的作用位置,能够阻挡冷却水沿铸锭下流,实现区域冷却的效果.通过研究温度场、应力场分布规律,分析铸锭裂纹产生的原理,能够从宏观上阐明铸锭内部裂纹的形成原因及寻找有效的调节控制方法.