高寒地区高拱坝外掺MgO混凝土的温度应力补偿效果研究

鉴于外掺MgO微膨胀混凝土筑坝技术对提高高寒地区混凝土坝的施工速度和经济效益的意义,对高寒地区高拱坝外掺MgO混凝土的温度应力进行了仿真计算,分析了不同MgO掺量对温度应力补偿效果的影响及坝体不同部位掺MgO的膨胀补偿效果。结果表明,在大坝内部,掺MgO对混凝土能起到较好的温度应力补偿作用,且在一定范围内MgO掺量越大,应力补偿作用越明显;对大坝表面混凝土,掺MgO可能使混凝土表面拉应力增大,可通过加强表面保温来有效控制表面拉应力,且宜采用长期保温的温控措施。     

混凝土拱坝导流底孔坝段施工期温度及应力仿真分析

针对目前混凝土拱坝导流底孔坝段温控仿真研究较少的问题,通过模拟拱坝导流底孔坝段施工过程中混凝土温度场和应力场,获得不同浇筑方案下拱坝导流底孔段的最高温度及顺河向温度应力、横河向温度应力和第一主应力。结果表明,高温季节浇筑薄层混凝土易产生温度倒灌,而低温季节采取薄层浇筑有利于降低混凝土最高温度和最大温度应力,由此提出相应大坝混凝土浇筑温控建议措施,对于类似工程安全施工和进度控制具有重要意义。     

MgO微膨胀混凝土筑坝技术述评

外掺MgO微膨胀混凝土坝体防裂技术可有效补偿坝体在降温期的拉应力。从MgO应力补偿的基本原理出发,介绍了MgO混凝土材料性能、膨胀模型、施工方法及安全监测等方面的研究现状,分析了MgO微膨胀混凝土筑坝技术在推广应用中存在的突出问题,从MgO混凝土高掺量的体积安定性、考虑多因素的精确膨胀模型、外掺MgO与其他温控措施的配套使用等方面探讨了亟待攻克的技术难点和发展方向。     

外掺MgO混凝土技术在韩江高陂水利枢纽工程中的应用

针对韩江高陂水利枢纽工程采用外掺MgO筑坝技术,研究了外掺MgO水泥砂浆与一级配混凝土压蒸安定性、MgO常态混凝土自生体积变形和坝体混凝土中MgO均匀性、温度与应变。结果表明,在水泥砂浆与一级配混凝土体系中,外掺MgO的极限掺量分别为7.3%和11.5%,以水泥砂浆压蒸试件的MgO极限掺量作为混凝土配合比设计参考;MgO碾压混凝土的自生体积变形随养护温度提高而增大,养护温度相差10℃,外掺MgO常态混凝土自生体积变形增加或减少12.1×10~(-6)～31.1×10~(-6);施工过程的碾压混凝土中MgO的均匀性好,外掺MgO坝体混凝土产生微膨胀补偿混凝土温度应力;控制变态混凝土与碾压混凝土的最高中心温度分别为41.6、33.1℃,应变值分别为60×10~(-6)、20×10~(-6)。研究结果可为外掺MgO碾压混凝土重力坝的温控抗裂措施提供借鉴。     

RBF神经网络在特高拱坝混凝土浇筑仓最高温度预测中的应用

准确预测特高拱坝混凝土浇筑仓最高温度对其温控防裂具有重要意义。基于RBF神经网络,利用Matlab神经网络工具箱建立了特高拱坝混凝土浇筑仓最高温度预测模型,以浇筑温度、水管布置、通水水温、通水流量及现场环境气温作为输入层,以浇筑仓最高温度为输出层,并通过高温季节、低温季节工程实测数据分别对模型进行验证。结果表明,该模型简单有效、精度高,可满足预测要求。     

外掺MgO混凝土快速筑拱坝技术应用综述

全面统计分析了全坝采用外掺MgO混凝土不分横缝(或设少量诱导缝)快速施工技术建成的混凝土拱坝的基本情况,并介绍了各拱坝的工程特征、施工实际情况、浇筑特点、工程规模与质量、长期观测的混凝土自生体积变形、应用效果、经济效益等,可供类似工程借鉴和参考.     

高拱坝施工期温控参数敏感性分析

在混凝土高拱坝浇筑过程中,影响坝体施工期温度场及温度应力的因素有很多,因此选用适当的浇筑方案对于节约工程成本及提高坝体安全性有着重要意义。以孟底沟水电站工程为例,选用多种施工方案,并利用三维有限元方法进行仿真分析,分析了浇筑季节、浇筑层厚、间歇时间及浇筑温度等因素对坝体施工期的敏感性。结果表明,低温季节浇筑、在防止热量倒灌的前提下尽量减小浇筑层厚度、缩短间歇时间、降低浇筑温度有助于降低温度应力,提高坝体安全性。     

水泥净浆、水泥砂浆的压蒸膨胀率及孔隙结构与MgO掺量的关系研究

为合理确定混凝土中的MgO外掺量,通过室内试验测定了不同MgO外掺量的硬化水泥净浆、水泥砂浆的压蒸膨胀率,并对压蒸后的试样进行压汞试验、扫描电镜分析、背散射电子分析和X射线能谱分析。结果表明,MgO的掺量明显影响试样的密实度和孔隙结构。当MgO外掺量大于一定数值后,水泥浆、水泥砂浆的压蒸膨胀率发生显著增长,孔隙率明显增大,孔隙结构逐渐劣化。同时,水泥砂浆容许的MgO掺量多于水泥净浆,即利用水泥砂浆压蒸试件测得的MgO极限掺量比水泥净浆多。     

外掺MgO对大体积混凝土温度应力的影响分析

采用三维有限元仿真计算程序对某碾压混凝土围堰掺M gO和不掺M gO两种方案进行了计算和分析,探讨了大体积混凝土掺用M gO后的温度应力分布特点,结果表明掺M gO后对基础强约束区混凝土温度应力有明显的补偿作用,是简化温控措施和减少温度应力裂缝的有效途径。为进一步研究碾压混凝土掺用M gO筑坝技术提供了重要参考。     

不同季节施工对横拉门船闸门库温度应力的影响

横拉门船闸门库结构复杂且为薄壁结构,其温度应力易受施工期外界环境温度的影响,在实际施工中,横拉门船闸门库的浇筑季节不同则对应不同的边界条件。为此,利用ANSYS有限元分析软件并结合Fortran程序,对门库不同浇筑季节的温度应力进行仿真分析,并选取门库底板不同浇筑季节的温度和应力情况进行比较。结果表明,在高温季节浇筑会出现较大拉应力,有出现温度裂缝的危险,在实际施工中应尽量避免在高温季节浇筑。     

某拱坝基础垫层温度应力场仿真分析

针对碾压混凝土拱坝基础垫层易存在温度裂缝的问题,以某碾压混凝土拱坝基础垫层为例,采用三维有限元浮动网格法,模拟基础垫层跳仓浇筑过程,并进行温度应力场仿真分析。结果表明,控制混凝土浇筑温度14℃,采取通水温度20℃、通水时长15d等温控措施,可使最大温度应力满足应力控制标准;上部碾压混凝土浇筑时间应早于2016年10月15日。研究结果为碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土施工及确定上部碾压混凝土开浇时间提供了依据。     

MgO膨胀剂细度对MgO水化和水泥浆体膨胀的影响

基于《水工混凝土掺用氧化镁技术规范》中的Ⅰ型氧化镁（MgO）,研究了该型MgO膨胀剂（MEA）细度对掺粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响。即采用X射线衍射分析(XRD)及同步热分析（TG DSC）分析了掺MEA水泥浆体中MgO的水化性。结果表明,养护温度相同时,MEA的细度对水泥浆体内MEA中MgO的水化和水泥浆体的膨胀无显著影响,产生的膨胀均能补偿水泥浆体的收缩;MEA的细度可从试验设计采用的45 μm筛筛余15%左右增加到30%左右,这将有利于MEA生产企业的节能降耗。     

银盘水电站基础约束区混凝土高温浇筑温控措施与效果

大体积混凝土高温浇筑温控防裂是现代大体积混凝土结构设计、施工中十分重要的研究课题,对于保证大体积混凝土施工质量、加快施工进度等具有关键性作用。银盘水电站受截流时间推后及左岸边坡地质等因素制约,整个二期工程基础约束区混凝土全在高温季节施工。通过采取事前专题研究及技术咨询,过程采取原材料的优选、调整配合比、严格控制混凝土出机口温度和浇筑温度、个性化初期冷却通水等综合控制措施,成功攻克高温季节基础约束区混凝土浇筑的难关．取得了良好的效果,为高温季节水电站基础约束区大体积混凝土浇筑积累了宝贵经验。     

基于RBF-BP组合神经网络模型的特高拱坝混凝土浇筑仓最高温度预测

鉴于混凝土浇筑仓最高温度对特高拱坝温控防裂的重要性,为了实现对混凝土大坝最高温度的有效控制,将BP神经网络、RBF神经网络相结合,选取浇筑温度、施工现场环境气温、浇筑仓层厚、水管布置、通水的水温和流量作为输入矢量,浇筑仓最高温度作为输出矢量,建立一种基于RBF-BP组合神经网络的浇筑仓最高温度预测模型,并将其应用于溪洛渡特高双曲拱坝中。结果表明,基于RBF-BP组合神经网络预测模型可行、有效,且精度较高、收敛速度快。     

掺石粉与掺粉煤灰的碾压混凝土坝温控措施对比分析

针对石粉替代或部分替代粉煤灰作为碾压混凝土的掺合料后,其热力学性能指标均发生变化的问题,以中国西部地区某在建水电工程溢流坝段碾压混凝土为例,基于温度场和应力场的三维有限元分析技术,通过控制浇筑温度、混凝土外表面保温、通水冷却等技术措施,分别对掺石粉与未掺石粉碾压混凝土施工期与运行期的温度及应力进行分析,得出了掺石粉与未掺石粉碾压混凝土温度及应力的变化特性。结果表明,掺石粉碾压混凝土对整个施工期的坝体温控防裂有利,且可有效减小温控难度。     

大型泵站混凝土施工期削峰强度与水化热抑制剂、冷却水管参数的关系探究

大型竖井贯流式泵站的结构比较复杂，各浇筑块的结构和尺寸不尽相同，温控指标也不同，特别是夏季施工时，温控防裂难度大。对于不同结构部位，应采用精细化的削峰强度指标。利用等效冷却算法分别模拟不同水化热抑制剂掺量和不使用水化热抑制剂情况下，长方体浇筑块在不同水管间距、通水水温、通水流量下的温度峰值削峰强度，提出了一系列定量公式。可根据水化热抑制剂的掺量和削峰强度指标，通过所提公式计算相应通水水温的冷却水管布置密度和通水流量。研究结果可为类似泵站在高温季节施工的定量温控措施制定提供参考。     

大体积混凝土结构温度损伤研究

研究混凝土浇筑块在温度作用下的损伤分布,可为大体积混凝土温度损伤理论在实际工程中的应用提供参考。基于指数函数温度损伤模型,分析混凝土浇筑块结构计算周期内所有节点的损伤量,并结合数据可视化处理技术,将结构体损伤量以等值线图的形式呈现。计算结果表明,浇筑期间及浇筑完成的初期,混凝土浇筑块表面及基础约束区的温度损伤严重;结构体损伤程度与温度应力分布在时间上不同步。因此,对混凝土结构进行温度损伤分析是十分必要的。     

青龙RCC拱坝封拱温度对拉应力的影响

青龙RCC拱坝在施工过程中多次调整封拱温度,针对不同的封拱温度方案,利用ANSYS有限元软件计算了温降工况下坝体的应力,并编写APDL程序导出了各方案下上、下游面两拱端及拱冠的等效应力,分析了拉应力的分布规律。结果表明,不同封拱温度方案下青龙拱坝坝体拉应力分布差距较大,当局部高程坝体的实际封拱温度高于设计值时,坝体的拉应力分布范围较设计工况有所扩大,应力值增大;在高温季节施工时,若不采取温控措施,坝体会产生过高的拉应力而影响安全。     

碾压混凝土拱坝一期冷却和汛期过流防裂研究

基于碾压混凝土拱坝具有碾压混凝土弹性模量发展较慢但其终值较大、汛期往往基坑淹没且浇筑温度较高的特点,以善泥坡水电站碾压混凝土拱坝为例,分析了各种温控措施对汛期碾压混凝土坝表面拉应力和一期冷却效果的影响。结果表明,碾压混凝土坝一期冷却宜采用长时间大流量低温冷却水,以确保在弹性模量较小时充分降低坝体温度;汛期过水对坝体应力影响较大,过水时混凝土应有足够的龄期。     

格八混凝土拱坝温度场仿真分析

针对格八混凝土拱坝老坝加固工程,结合温度场的参数敏感性、混凝土绝热温升随龄期变化、分层浇筑等因素的影响,采用有限元法对温度场进行仿真分析,通过典型高程点的温度时程曲线及对拱坝上下游表面温度等值线图和最高温度包络图得出了新坝体温度场的分布和变化规律,为该拱坝及类似大坝进行温度应力和抗裂危险性分析奠定了基础.