某碾压混凝土坝温度场与应力场分析

大体积混凝土在施工中容易产生温度裂缝,降低了混凝土的完整性,影响坝体的安全,因此对温度场和应力场的研究有重要意义。应用有限元软件的温度场和应力场仿真功能,采用二维有限元程序对碾压混凝土坝的温度场和应力场进行仿真计算,并对其结果进行分析,最终得出温度场与应力场随时间的变化规律。     

混凝土早期热-力学模型及工程应用

考虑混凝土早期强度的本构关系,结合化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升方程的影响,对大体积混凝土结构早期的温度场和应力场进行研究。温度场的求解基于等效时间的非线性热传导方程,应力场求解考虑混凝土初期徐变影响。结合苏州轨道交通地下车站工程实例,对大体积混凝土施工期和运行期温度场和应力场进行仿真计算。结果表明,夏季开始浇筑的车站主体结构必须采取适当的温控措施,以保证大体积混凝土不产生温度裂缝。     

大U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏数值模拟

视冻土为横观各向同性线弹性材料,将渠基冻土和渠道作为一个整体,应用大型有限元通用软件ANSYS,按有限元法大体积超静定结构温度应力计算方法,对大U形混凝土村砌渠道冻胀进行热应力间接耦合数值模拟,计算渠道的温度场、变形场和应力场,分析渠道冻胀受力和变形规律.结果能较好地反映大U形混凝土衬砌渠道的冻胀机理和冻胀温度场、应力场及变形场的基本规律,方法通用且过程简捷,可用于大U形混凝土衬砌渠道抗冻胀设计中.     

大体积混凝土结构三维温度场、应力场有限元分析

对某水电项目医院ECT加速机房大体积混凝土结构施工过程进行三维有限元分析,动态模拟环境因素随时间变化过程中不同施工阶段混凝土结构温度场和应力场分布规律。分析结果表明,混凝土浇筑初期温度呈现内高外低的规律,随着龄期的增加,水化热经由热传导和热对流逐渐向周围扩散,温度场趋于稳定。高温度应力出现在混凝土浇筑块温度场分布较高区域和受外部约束区域,并导致混凝土出现裂缝。     

基于数值模拟的大U形刚柔混合衬砌渠道温度应力应变的分析

为了探明刚柔混合衬砌渠道温度场、应力场和变形场及消减冻胀破坏,应用有限元软件对大U形刚柔混合衬砌渠道温度场、应力场和变形场进行了数值模拟。采用间接耦合方式,首先进行热分析,得到渠道温度场,再转换单元类型为结构场,然后对结构场施加热分析得到温度应力场进行结构分析,计算渠道变形场和应力场,进而分析渠道冻胀受力情况及变形规律。分析结果与实测数据吻合,对季节性冻土地区刚柔混合衬砌渠道的建设和运行管理有指导意义。     

基于有限元法的大体积混凝土温控方案优化研究——以凤凰颈泵站改造工程为例

为优化大体积混凝土温控方案以避免大体积混凝土因内部水化反应放热导致温度裂缝产生,以凤凰颈泵站改造工程为例,基于有限元方法使用 MIDAS FEA 软件通过对不同温控方案（四种冷却水管布置方案）的大体积混凝土进行温控数值模拟计算获得大体积混凝土内部的温度场、应力场,并对现场监测点实测温度变化与模拟结果进行比较,大体积混凝土内部温度先迅速上升,80 h 后逐渐下降。综合对比四种温控方案最高温度及最大应力,方案二为相对最优方案。     

某工程碾压混凝土溢流坝温控仿真计算分析

结合某工程碾压混凝土溢流坝段的实际情况,采用浮动网格法对4个不同方案的温度场和温度徐变应力场进行了三维有限元仿真计算分析.计算中考虑了碾压混凝土的绝热温升、弹性模量、徐变度以及自生体积变形等随龄期的变化,同时考虑了外界气温随时间的变化、分期蓄水、层间间歇等因素的影响.计算成果给出了温度场、温度徐变应力场的分布及典型点温度和应力随时间的变化规律,可为同类工程碾压混凝土溢流坝段的温度控制提供参考.     

巴基斯坦卡洛特水电站地面厂房温度应力三维仿真分析

巴基斯坦卡洛特水电站地面厂房下部混凝土体积大、受到地基及边坡约束、结构受力复杂,极易产生温度应力导致混凝土开裂,影响结构的整体受力及结构安全。施工现场制定了包括控制浇筑温度、通水冷却、表面保温等温控措施。在拟定温控措施条件下,通过对地面厂房施工期温度和温度应力场的三维仿真数值模拟,得到了各部位内部最高温度、最大拉应力等结果,验证了拟定温控措施的效果,为实际施工中的混凝土温度控制提供了指导。     

考虑冷却水效应的闸墩混凝土施工期温度场研究

温度变化对于大体积混凝土结构施工期的安全至关重要。在大体积混凝土内部埋设冷却水管是最有效的温控防裂措施,这就很有必要对埋设冷却水管结构的温度场进行分析研究。本文基于大体积混凝土温度场理论,针对采用冷却水管进行控温的闸墩,采用有限元热流耦合法模拟冷却水管的作用,对闸墩混凝土施工期三维温度场进行了仿真分析。分析表明,研究所采用的冷却水方案是可行的,能够有效地降低温度场峰值、减小混凝土内外温差、控制混凝土浇筑初期的温度,达到减少甚至消除结构裂缝的目的。     

暗渠大体积混凝土施工温度仿真分析与监测

暗渠施工时大体积混凝土温度的监测和控制至关重要。对边墙施工中大体积混凝土温度变化情况进行了现场监测,通过有限元数值模拟,获得了混凝土内部温度场。温度场模拟结果、温度历时曲线及混凝土内外温差曲线与实测数据吻合情况较好,说明数值模拟计算中对各参数的选取较为合理。     

Mesocosmic study on autogenous shrinkage of concrete with consideration of effects of temperature and humidity

A study on the autogenous shrinkage (AS) of concrete from a mesocosmic perspective was carried out using numerical simulation technology. The temperature history and the autogenous relative humidity (ARH), two factors that have been shown to have occasional influence on this process in previous studies, were introduced into this study. According to these concepts, a program for simulation of the temperature field, humidity field, and stress field based on the equivalent age method and a fully automatic aggregate modeling tool were used. With the help of these programs, the study of a small concrete specimen provided some useful conclusions: the aggregate and the matrix show distinct distribution properties in the temperature field, humidity field, and stress field; the aggregate-matrix interface has a high possibility of becoming the location of the initial cracking caused by AS of concrete; the distribution of random aggregates is extremely important for mesoscopical analysis; and the temperature history is the main factor affecting the AS of concrete. On the whole, inherent mechanisms and cracking mechanisms of AS of concrete can be explained more reasonably and realistically only by considering the different characteristics of material phases and the effects of temperature and humidity.     

软基上混凝土铺盖施工期裂缝数值分析

软土地基上的混凝土底板或者防渗铺盖一般不会出现施工期温度裂缝，但是在近期完成的嶂山闸加固工程中，上游接长的防渗铺盖在浇筑后30d左右出现了有规律的开裂现象。通过温度场和温度应力数值模拟，研究了该工程铺盖开裂的原因。计算结果显示，与新建工程的铺盖相比较，加固工程中接长铺盖的温度应力分布规律和数值有很大不同，原有铺盖对新浇部分的侧向约束是形成开裂的主要原因，提示在评价结构温度裂缝风险时，侧向约束是不可忽略的关键因素。     

混凝土高拱坝施工期温控防裂仿真研究

混凝土高拱坝封拱和蓄水是一个持续时间较长的动态交替过程。浇筑方案对坝体施工期温度场和温度应力有着重要的影响。采用三维有限元法对小湾混凝土高拱坝22号坝段两种浇筑方案的施工期温度场及温度应力进行了全过程仿真分析，得到了高拱坝温度场及温度应力变化的一般规律．提出了减小二期冷却结束时温度应力的措施。仿真计算中考虑了坝体混凝土材料的热力学性能、浇筑过程、水管冷却、环境温度变化、封拱和蓄水过程。仿真结果对混凝土高拱坝的温控防裂设计有参考价值。     

围岩特性与衬砌厚度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响

为探明围岩特性与衬砌厚度对衬砌混凝土温度应力的影响,从而制定合理的温控标准,提出了技术可行、经济合理的温控措施,确保了白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土具有较高的抗裂安全性。根据白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土的结构和材料特性以及边界条件,利用ANSYS对衬砌施工过程中的温度场和应力场进行三维计算。结果表明:衬砌厚度越大,混凝土温度越高,最高温度出现时间越晚;围岩强度越高,衬砌厚度越大,产生的拉应力就越大;而围岩强度越差,衬砌厚度越大,对应的拉应力相对较小。围岩特性与衬砌厚度共同影响着衬砌混凝土温度和温度应力变化趋势,因此,为确保混凝土抗裂安全性,对不同围岩特性的地段应选择不同的衬砌厚度。研究结果可供类似工程参考。     

拱坝施工期温度场及温度应力仿真计算

采用三维有限元法对云南省某水电站老坝线的拱坝坝体施工期温度场及温度应力进行仿真分析,得到了拱坝温度场及温度应力分布的一般规律,为混凝土拱坝的温控措施的设计提供有价值的参考依据。     

沙沱碾压混凝土坝施工期温度应力仿真分析

结合沙沱碾压混凝土重力坝的工程实际情况,利用ANSYS软件及其二次开发技术,对该坝的典型坝段进行仿真分析研究。结合实测资料,对该坝段进行全过程温度应力仿真计算。分析了施工期温度及温度应力随时间变化情况以及某时刻在坝体的分布情况,总结了其变化规律。结合沙沱碾压混凝土重力坝埋设温度计的实测温度,将计算结果与实测温度进行了比较,表明有限元计算结果与实际情况相符,保证了仿真分析的准确性。计算表明,沙沱碾压混凝土重力坝施工期温度应力状况总体情况良好,但应特别注意高温季节碾压混凝土的温控工作。沙沱碾压混凝土坝的温度应力仿真分析工作为确立施工期的温控措施,避免产生温度裂缝提供了参考。     

进水塔蓄水期温度场及温度应力ANSYS分析

结合某水库进水塔两种蓄水方案,应用参数化设计语言APDL对ANSYS进行了二次开发,完成了其蓄水期温度场和温度应力的仿真分析。分析表明:两种方案温度应力均小于混凝土极限拉应力。方案一蓄水期最高温度为27.953℃,最大温度应力为1.91 MPa,均大于方案二,方案二更有利于结构整体安全运行。     

地下隧道管壁混凝土温度场及应力场仿真分析

地下隧道管壁采用喷射混凝土时如果水泥用量较多 ,就容易产生温度裂缝 ,给隧道的施工和使用带来一系列的问题。定量地揭示这些裂缝形成的机理 ,将对隧道管壁设计和施工提供可靠的保证。应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因和若干防治措施进行探讨的计算表明 :对地下隧道管壁这样的特殊结构 ,从设计和施工上采取一定的温控措施 ,裂缝是可以避免的。     

暗涵墙体混凝土温度场与应力场仿真分析

为了研究暗涵墙体施工早期混凝土的开裂情况,从混凝土温度变形出发,对暗涵中墙裂缝成因进行了分析。根据稳态温度场理论,采用ANSYS有限元分析软件,混凝土热单元类型选用solid70,建立了求解中墙温度场的三维实体模型,研究了不同工况组合下的暗涵墙体温度场分布规律。根据暗涵墙体混凝土温度场进行温度应力的仿真,研究了暗涵中墙混凝土温度应力分布及变化规律。结果表明:暗涵中墙内外表面的压应力近似相等,与温度呈线性关系,中墙内外表面不存在拉应力;暗涵中墙中间截面的压应力与温度差成反比,而拉应力与温差近似成正比;最大拉应力为1.92 MPa,出现在中墙中间截面,其值在混凝土的抗拉强度范围内,故中墙几乎不会开裂。通过设置合理的边界条件与环境条件,可为相关混凝土施工温度裂缝控制提供参考依据。     

小湾拱坝温度场及温度应力全过程仿真研究

小湾拱坝作为高拱坝,其温控防裂是保证坝体正常施工和安全运行的重要措施。采用三维有限元法对小湾拱坝22号坝段施工期温度场及温度应力进行全过程仿真分析,得到了其温度场及温度应力变化的一般规律。仿真中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程,仿真结果对小湾高拱坝的温控设计有参考价值。