寒冷地区坝内垫层管运行期温度效应及保温措施研究

为研究寒冷地区温度变化及保温措施对坝内垫层管外包混凝土开裂状况的影响,基于混凝土塑性损伤模型,考虑运行期的温度作用,对某水电站坝内垫层管进行非线性有限元分析。结果表明:由于垫层的铺设,正常运行工况下管道混凝土几乎无损伤,管道表面不会出现宏观裂缝;但在温降工况下管道顶部混凝土损伤较严重,而在温升工况下管道底部混凝土损伤更明显,相应损伤区域的钢筋应力也明显增加;坝面保温板的铺设能够有效降低结构所承担的温度荷载,改善混凝土损伤状况,降低钢筋应力,且随着保温板厚度的增加其作用效果逐渐显著,但当增加到一定程度后,其作用效果趋于稳定,同时考虑投资等工程实际情况,不宜过度增加保温板厚度,建议保温板厚度由裂缝宽度控制。     

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.     

设垫层坝内埋管结构分析

通过对设垫层坝内埋管结构的计算分析，论证了在钢管外周设置垫层可以有效降低钢管外围混凝土的拉应力，提高混凝土抗裂安全，并充分发挥钢管的作用     

钢纤维自应力混凝土压力管受力性能的有限元分析

利用大型通用软件ANSYS,对钢纤维自应力混凝土压力管的工作性能进行了分析,揭示钢纤维自应力混凝土压力管在内压力作用下的受力破坏过程,并与试验结果进行了比较.分析结果表明,配置在管道中的钢筋产生预应力,并且随着钢筋量的增加而增加;钢纤维的作用是延迟了钢纤维自应力混凝土压力管的开裂,提高了管道的抗裂性能.     

设垫层坝内埋管结构分析

通过对设垫层坝内埋管结构的计算分析，论证了在钢管外周设置垫层可以有效降低钢管外围混凝土的拉应力，提高混凝土抗裂安全，并充分发挥钢管的作用。     

三峡水电站坝内埋管非线性有限元分析

结合三峡工程实际,对坝内埋管结构进行了非线性有限元分析,着重研究了不同管顶混凝土厚度和配筋对管道结构应力和强度的影响．计算结果表明,增大管顶混凝土厚度,可以明显提高坝内埋管的抗裂安全,确保混凝土大坝的整体稳定性,但是配筋多少对管周混凝土的抗裂能力影响较小．     

三峡水电站坝内埋管非线性有限元分析

结合三峡工程实际,对坝内埋管结构进行了非线性有限元分析,着重研究了不同管顶混凝土厚度和配筋对管道结构应力和强度的影响。计算结果表明,增大管顶混凝土厚度,可以明显提高坝内埋管的抗裂安全,确保混凝土大坝的整体稳定性,但是配筋多少对管周混凝土的抗裂能力影响较小。     

全埋式钢衬钢筋混凝土管道与坝内垫层管比较分析

结合某坝后式水电站工程实例,对全埋式钢衬钢筋混凝土管道方案进行了平面非线性有限元分析,比较了不同管坝接缝面连接形式(垫层、冷缝、固结)对结构受力特性的影响.计算结果表明:垫层接缝方案可以有效地减少内水压力传至坝体,冷缝连接方案次之,固结方案最为不利,因此从坝体安全性角度考虑,建议在工程中使用垫层接缝方案.在坝址区域地震烈度较高或者对管、坝混凝土开裂有严格控制的工程中,建议使用坝内垫层管方案,这样不仅可以保证坝体及管道抗震安全,又能使钢管承担更多的内水压力,减少或避免管道及坝体混凝土开裂.     

贫混凝土基层沥青路面温度-荷载耦合应力分析

为了分析贫混凝土基层沥青路面在不同路面结构和材料参数下的温度-荷载耦合应力状况,通过三维有限元数值方法,分析了沥青面层厚度和模量、贫混凝土基层厚度和模量及基层缩缝宽度对沥青路面温度-荷载耦合应力的影响.研究表明:沥青面层厚度和基层缩缝宽度对路面温度-荷载耦合应力有显著影响;基层厚度和模量时耦舍应力的影响不显著.适当增加沥青面层厚度对预防反射裂缝十分有效;改变贫混凝土基层的厚度和模量对预防反射裂缝作用不大;适当宽度的基层缩缝对延缓反射裂缝效果显著.     

土工格栅设置对垫层刚度影响的试验研究

为探讨土工格栅对碎石垫层刚度的影响规律,设计了9种不同工况的垫层,分别进行了模型静载试验,分析了垫层厚度、有无土工格栅、土工格栅层数及铺设位置等因素对碎石垫层及加筋碎石垫层变形的影响。结果表明:垫层厚度的减小能有效地降低地基沉降;在一定荷载范围内,有土工格栅碎石垫层的承载性能要优于无土工格栅碎石垫层;在相同荷载作用下,当垫层厚度相同时,土工格栅层数和铺设位置不同,其碎石垫层的刚度也不同,且存在一个最佳的铺设层数及铺设位置,土工格栅的最佳层数及铺设位置有待进一步研究。     

油田井口蒸汽干度的影响因素分析

井口蒸汽干度是油田热力开采稠油的重要参数之一,运用VB6.0开发了井口蒸汽干度计算软件,并利用实验测量数据验证了软件计算的准确性。系统分析了影响井口蒸汽干度的结构参数(管线外径和绝热层厚度)和操作参数(蒸汽温度、蒸汽压力和管道入口蒸汽流量)及其变化规律。研究结果表明,井口蒸汽干度随着绝热层厚度和管道入口蒸汽流量的增大而增大,随着管线外径、蒸汽温度和蒸汽压力的增大而减小。其中,绝热层厚度对井口蒸汽干度的影响最大,当绝热层厚度大于60 mm小于80 mm时,其厚度每增大20 mm,井口蒸汽干度约升高0.12%。     

镁晶板-钢筋混凝土叠合楼板耐火性能试验研究

镁晶板—钢筋混凝土叠合楼板的下层为预制新型耐火材料镁晶板,上层为现浇钢筋混凝土板。为了研究镁晶板—钢筋混凝土叠合楼板在不同荷载比下的耐火性能及耐火等级,对3块叠合楼板试件进行ISO-834标准升温下的受火试验,得到叠合板不同位置的受火时间—温度曲线和受火时间—跨中位移曲线。试验表明,叠合板具有良好的耐火性能,耐火极限可达到1.5 h以上。利用有限元软件ABAQUS分析了试件的耐火性能,通过与试验结果对比,验证了模型的可靠性,进而采用模型考察荷载比、镁晶板厚度、混凝土保护层厚度、钢筋和混凝土的强度对叠合楼板耐火极限的影响。分析表明,荷载比和镁晶板厚度对叠合楼板耐火极限影响较大。基于参数分析结果,给出不同荷载比和不同镁晶板厚度叠合板的耐火极限。     

利用混凝土损伤塑性模型评价CRCP+AC复合式路面的损伤演变

在连续配筋混凝土复合式路面（CRCP＋AC）的研究中,CRCP面板的裂缝形态和分布模式是影响今后路面使用性能和生命周期的重要因素。研究采用ABAQUS有限元程序中的混凝土损伤塑性模型（CDP）表征CRCP面板的力学特性,结合三维瞬态热传导分析的温度场数据,分析了变温条件下的结构损伤情况;并进一步分析复合式路面在温度变化和交通荷载耦合作用下,CRCP面板损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究认为沥青面层的作用不仅仅局限在功能性方面,它可以明显改善CRCP面板的受力状况;复合式路面设计中应根据CRCP面板的温缩性能和损伤性能综合考虑沥青面层的合理厚度。     

基于温度判据的FRP加固混凝土梁耐火极限研究

提出了FRP加固混凝土构件耐火极限的判据标准,包括：基于温度判据的耐火极限、基于位移判据的耐火极限和基于承载力判据的耐火极限。同时基于温度场程序,分析了相关参数,包括防火材料厚度、导热系数、比热、容重及胶粘剂玻璃化温度对加固梁温度判据耐火极限的影响,分析表明：防护材料厚度、导热系数及胶粘剂玻璃化温度是影响加固梁温度判据耐火极限的重要因素。与国内外火灾试验结果进一步比较表明,基于温度判据的耐火极限较为保守,加固梁在胶粘剂达到玻璃化温度后仍具有一定的剩余承载力。     

水电站蜗壳结构局部垫层平面设置范围探讨

为分析水电站蜗壳结构中局部垫层的平面设置范围,采用ABAQUS软件对一水电站蜗壳结构进行了3维非线性有限元计算.研究结果表明:蜗壳结构中局部垫层平面范围分别自蜗壳直管段进口铺至下游45°、90°和135°断面时,垫层铺设范围越大,改善蜗壳外围混凝土结构受力状况的效果越显著,但垫层铺至45°断面时完全能有效限制混凝土裂缝宽度的开展和减小机墩不均匀上抬位移.此外,垫层平面范围铺至45°断面时,座环所承受剪力相比完伞直埋方案增幅最小,有利于结构稳定.鉴于以上分析,且从简化施工程序角度考虑,水电站蜗壳结构中局部垫层平面范围铺至45°断面是值得推荐的.     

不同埋深热油管道数值计算

在热油管道的输送过程中,管道埋深对其周围土壤温度场有很大影响,而且管道附加的保温层对管道自身的热力特性也产生影响。研究了不同温度、不同埋深下附加保温层的热油管道与其周围土壤温度场的关系。热油管道埋地深度越深,受地表温度影响越小。结果表明,在夏季,管道埋地越深,输油前土壤温度越低;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度比埋地较浅的管道低;在冬季,管道埋地越深,输油前土壤温度越高;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度反而比埋地较浅的管道高。因此,保温层应选取经济厚度,以期达到优化管道输送油品的温度、降低能耗、提高经济效益的目的。     

夜间通风相变复合墙体动态传热模拟

为研究由相交混凝土复合墙体构造的房间在夜间通风下的热环境,利用焓法建立结合夜间通风的相变混凝土复合墙体动态传热和房间传热数学物理模型,模拟研究北京地区夏季和过渡季应用该相变复合墙体动态传热和室内热环境的时变特性.对该相变复合墙体传热的影响因素,如相变温度、相变层厚度、通风次数、通风时间以及相变层和绝热层的位置等进行优化...