基于分布式光纤测温的高拱坝蓄水初期实测温度场分析

蓄水初期坝体内部实际温度分布状态对高拱坝的安全运行具有重要意义,基于分布式光纤测温原理,运用sufer8.0绘图软件绘制各蓄水阶段的拱冠梁坝段实测温度等值线图,根据温度等值图可直观分析坝体内的温度场分布状态,并结合西南某高拱坝施工期及蓄水初期光纤实测温度资料,判断得出该高拱坝坝体温度场分布大致合理,温度控制措施合理有效。由此表明,基于分布式光纤测温方法简单、结果可靠,可满足实际现场运行监测需要。     

分布式光纤测温技术在水工混凝土中的应用

基于分布式光纤测温技术的优势,针对其在大坝混凝土施工期测温过程中的要点,阐述了相应的布线、定位、铺设、保护、连接等工艺,并对光纤在线测温技术提出了改进建议.以金沙江溪洛渡水电站和大渡河深溪沟水电站成功应用实例证明,该法行之有效,准确可靠,为有效评估大坝安全提供了可靠依据.     

乌东德大坝低热水泥混凝土温控防裂效果研究

鉴于目前国内高混凝土坝尚无全坝应用低热水泥的先例,结合混凝土性能特点,研究了乌东德大坝中热、低热水泥混凝土的温度控制标准、最高温度控制措施及大坝抗裂安全系数,并采用有限单元法仿真计算了典型坝段施工期温度场和温度应力场。结果表明,大坝在采用低热水泥混凝土后,最高温度明显降低,富裕度增大,同时抗裂安全系数可提高至2.0以上。结果为乌东德拱坝全面采用低热水泥混凝土提供了参考依据。     

混凝土坝分布式光纤测温数据误差补偿方法及应用

针对混凝土坝光纤测温中存在的数据波动偏大、精度不高的问题,基于双股光纤测温数据的对称性,提出了分布式光纤温度传感系统测温数据误差补偿方法,即利用光纤对称测点基准温度,考虑光强衰减差异,解调其他位置的温度,实现传输及波长相关损耗引起的测温误差补偿,以提高测温数据的精度和稳定性。误差补偿试验结果表明,多工况下补偿后温度数据的平均绝对误差、均方根误差分别平均减小了0.28、0.34℃,波动降幅分别达53.4%、52.4%。工程应用结果表明,在浇筑仓一期冷却阶段,补偿后同一空间位置两个测点温度数据的平均绝对误差、均方根误差分别平均减小了0.14、0.22℃,波动降幅分别达到41.5%、47.0%。进而验证了误差补偿方法的可靠性。     

基于加热弱光纤阵列分布式测量技术的大坝渗流监测新方法

新型弱光纤阵列分布式测量技术是大坝渗流监测的新技术。根据弱光纤光栅测温原理、对流传热方程组和牛顿冷却公式,推导出热光纤渗流监测理论公式。设计了基于加热弱光纤监测渗流的圆筒模型试验,通过光纤周围温度场与渗流场的耦合关系,间接获得圆筒模型的渗流状态。试验结果表明,温度边界层是影响温度场和渗流场的重要因素,渗流水温度对温度边界层影响较大;渗流量与温差ΔT的线性度高;渗流流速u在0.02~0.08cm/s时与ΔT/θ(θ为光纤测量温度与渗流水温度之差)拟合关系式的各项系数与理论推导公式相近。     

基于分布式光纤测温系统的坝前水温反馈分析

为研究特高拱坝坝前水温一维垂向分布规律,以溪洛渡工程为例,结合分布式光纤测温结果对坝前库水温度进行反馈分析。将光纤上游拐点处温度测值视为多频组合信号,利用小波多分辨率时频分析技术,对温度监测数据进行时频分解,分离提取坝前库水温度,并建立坝前水温一维垂向分布曲线。结果表明,溪洛渡工程坝前库水温度分布基本符合稳定分层型水库分布特点,并且跃温层具有迁移、变化特性。跃温层自库表产生,经历"出生"、"生长"到"逐步成熟"的有界增长过程,最终于库底消亡。     

施工期混凝土坝温度统计模型探讨

针对施工期混凝土温度变化规律,采用周期项作为环境气温因子,并累加两个指数函数来考虑水化热温升和通水冷却的影响,构建了施工期混凝土坝温度统计模型。以溪洛渡混凝土坝典型坝段为例,对坝体混凝土温度做了预报。结果表明,该模型可行,预测精度良好。     

基于施工过程仿真的碾压混凝土坝温度场控制分析

为了在施工过程中对碾压混凝土坝的内部温度实时动态监控并制定相应的温度控制措施,从而减少由温度应力引起的裂缝。在进行施工过程仿真分析的基础上,建立有限元模型,再根据混凝土温升随浇筑时间的变化并结合实际情况,实时动态施加坝基初始温度、坝体浇筑温度及随时间改变的气温、水温等荷载条件和边界条件等,基于施工过程的荷载步长,利用ANSYS二次开发功能实现温度场仿真计算,建立了从大坝施工开始经混凝土冷却直至准稳定温度场状态的全过程仿真分析系统。实例应用结果表明,该系统提供了一个基于施工过程的碾压混凝土温度场仿真计算分析工具,具有灵活性和实用性。     

寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温度及温度应力场时空分布规律研究

新疆北部山区地处西北寒冷干旱地区,碾压混凝土坝在温度场和温度应力场时空分布规律方面具有独特的特点。结合具有较好代表性的新疆北部山区某高碾压混凝土重力坝工程为实例,研究了寒冷干旱地区碾压混凝土重力坝温度场及温度应力场时空分布规律。坝体越冬层上下游面附近存在较大拉应力超标,因此表面保温特别是越冬层顶面及上下游棱角部位的保温是防裂的关键。     

碾压混凝土重力坝施工期温度场研究

根据碾压混凝土重力坝的施工特点，提出用国际通用大型有限元软件Ansys进行大坝施工期温度场仿真，并介绍了实现过程。典型碾压混凝土重力坝的施工期温度场仿真计算结果表明，浇筑温度及外界气温对坝体温度均有显著影响，碾压混凝土自然降温速度缓慢。     

Real time thermal field analysis on Wudongde super high arch dam during construction

During concrete dam construction, concrete temperature monitoring and control is key to ensuring dam concrete quality and construction safety. In this study, a 2D thermal field restructuring method relating to the Kriging temperature interpolation is proposed. Based on dam site monitoring data of distributed optical fiber, the results indicated that the proposed restructuring method can be applied to effectively and quickly obtain 2D real thermal field. The evolution law of thermal field in early ages and temperature differences of concrete blocks based on the thermal field data are obtained. It also can be concluded that the proposed restructuring method could help obtain accurate and reliable restructuring monitoring data.     

基于分布式光纤温度传感技术的渗流监测试验

为实现实时、长距离和分布式的渗流监测,基于分布式光纤温度传感技术定位原理,设计了室内渗流监测模型及理想的提高渗流监测空间测量精度的光纤布置方式,通过对埋置于粘土、砂土以及均匀混合土壤中的光纤进行加热模拟渗流试验,对比分析不同渗流量下光纤温降情况,说明光纤布置方式的合理性及渗流定量监测的可行性,并给出了提高温度测量精度及压实效果的有效措施。     

基于精细有限元的大体积砼水管冷却效果研究

基于精细有限元方法,结合实际工程的局部坝段模型,仿真分析了不同冷却方式对施工期水管的冷却效果,阐述了冷却过程中水管周围的混凝土温度场和应力场在时间及空间上的分布状态和变化规律,量化了水管附加温度应力.结果表明,对于施工时仓面较大的水工混凝土结构,应尽量采用通仓同步冷却来控制混凝土内部温度,避免在同一浇筑块中由于冷却方式各异而导致温度裂缝出现.     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

混凝土拱坝裂缝光纤监测网络的优化

在多成因相互作用下,混凝土拱坝裂缝的出现具有不可避免和随机的特点。为实现对混凝土拱坝裂缝进行全方位、有效的监测,提出了基于瑞利散射优化裂缝分布式光纤监测网络,在分析正交失效混凝土模型试验结果的基础上,得出采用多组交叉平行的组合传感光路监测拱坝裂缝的可行性,并用有限元软件对某拱坝进行应力分析,寻找可能出现裂缝的关键部位和重点部位,提出了优化拱坝裂缝光纤监测网络布设图。     

光纤测温技术现状研究及发展趋势

温度参数是电力系统运行状态中需要监控的重要物理量之一,光纤温度传感相较于其他温度传感技术,具有耐腐蚀、抗电磁干扰、低能耗、无源、易部署等诸多优势.文章分析了基于光纤的多种温度测量和传感技术原理、发展及其各自适用的应用场景,讨论了光纤测温技术在电力系统的工程使用情况,得出不同光纤测温技术的应用优势,并展望了光纤测温技术在...     

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。     

MgO掺量对混凝土不同浇注温度下拱坝应力的影响

为了研究不同浇筑温度下MgO掺量对混凝土拱坝应力的影响,采用有限元数值模拟对某外掺MgO混凝土拱坝施工期温度场、应力场进行仿真分析,对比不同掺量不同浇筑温度下特征点的温度、应力和掺MgO引起的自生体积变形过程。结果表明,不同浇筑温度下,MgO对应力场有效补偿量相差不大,对于低温季节浇筑的混凝土,适当增加MgO的掺量可有效补偿坝体应力;对于高温季节,温降产生的拉应力很大,最好配合分缝措施或避开高温季节浇筑。