鱼简河RCC拱坝的温度应力仿真分析及温控措施研究

通过对鱼简河拱坝的仿真分析，确定分缝方案和温控措施．研究结果表明，通过分4条缝、掺3％～4％的MgO并在11月至次年5月完成混凝土碾压，只须进行常规的养护而不必采取其他特殊温控措施即可以满足混凝土的抗裂要求，达到快速施工的目的．     

沙牌碾压混凝土拱坝结构分缝设计研究

沙牌碾压混凝土拱坝高 130m ,具有混凝土工程量大、全年施工、坝体应力水平高、温控措施简单等特点。由于碾压混凝土在施工期的水化热温升要影响拱坝的最终应力状态 ,坝体可因温降收缩而产生贯穿性裂缝 ,从而影响拱坝的整体稳定性 ,因此 ,降低温度作用对坝体的不利影响 ,选择适合碾压混凝土施工的坝体结构分缝设计 ,对高碾压混凝土拱坝设计尤其关键。本文主要介绍沙牌拱坝在这方面的设计研究成果     

长沙外掺MgO混凝土拱坝仿真分析

外掺MgO混凝土快速筑拱坝技术是一种新的筑坝技术，广东省阳春市长沙拱坝是全面采用该项技术建成的第一座拱坝。本用了一种新的考虑温度历程效应的MgO微膨胀混凝土仿真分析模型，根据实际观测资料对长沙坝进行了有限元仿真分析，对坝体运行过程中出现的裂缝进行了分析。同时研究了掺入MgO材料以后混凝土自生体积膨胀对拱坝应力状态的改善效果，仿真结果表明，外掺MgO可以减小坝体拉应力，减少混凝土裂缝，从而减少拱坝分缝，简化温控措施，利于快速施工，缩短工期。     

河湾电站MgO混凝土拱坝温度应力仿真分析

利用外掺MgO混凝土的膨胀特性,可以有效补偿拱坝施工期温度应力,可以取消或减少施工中的分缝,在加快筑坝速度的同时确保大坝不出现裂缝。通过对河湾水电站外掺MgO混凝土拱坝温度应力进行SAPTIS仿真分析,结果表明:分缝措施可以大大改善坝体应力状况。625 m高程以下拉应力大于大坝允许拉应力,坝体极有可能开裂,不满足设计要求。仿真结果为混凝土拱坝温控措施的优化设计提供了重要参考数据,确保了大坝施工建设安全可靠的进行。     

鱼简河水库RCC抛物线拱坝优化设计

鱼简河水库拱坝原设计为单心圆双曲拱坝，但经现场放样后发现坝顶高程高于右岸地形高程，为此，将坝轴线向上游移动了10m并对坝型进行了优化。优化后的坝型为RCC抛物线双曲拱坝，坝顶宽度4m，坝底宽度16．5～20m，最大坝高81m，厚高比0．204；大坝分4条横缝；施工期经历了2个高温时段，仅采用下游堆渣保温及高温时段喷雾等简单的温控措施；观测资料反映坝面未见裂缝产生，仅有1条横缝张开，最大张开度为4．1mm。该工程于2007年6月已成功泄洪。     

整体拱坝的仿真与可行温控措施

结合某拱坝的仿真计算讨论了中小拱坝不分缝分块，利用一个低温季节浇筑的可能性及应采取的温控措施，结果表明，碾压混凝土冬季施工方案，碾压混凝土加河水冷却和常态混凝土外掺MgO方案都不能完全解决温度应力问题而避免裂缝的发生。常态混凝土，掺适量MgO另加河水水管冷却可望使中小混凝土拱坝在一个冬季完工而不发生危害性裂缝。     

长沙双曲拱坝应用延迟性微膨胀混凝土实现无分缝的快速施工总结

介绍广东省阳春市长沙双曲拱坝全坝段外掺3．5％－4．5％及内含2．5％－3．0％MgO施工，利用MgO延迟性微膨胀，替代混凝土冷却工艺，从而达到使坝体不分缝、不开缝的目的。通过优化混凝土施工配合比，采用柱状连续循环快速施工方法，仅用4个月就浇筑完成混凝土方量3．5万m^3。经过近2年的运行，坝体不裂、不漏。施工实践证明，利用MgO的微膨胀来补偿混凝土温降收缩是行之有效的温控措施。     

安徽流波水电站碾压混凝土拱坝裂缝处理

安徽流波水电站碾压混凝土拱坝在施工过程中,坝体相继出现了坝面及廊道贯穿性裂缝、层间裂缝等不同类型裂缝,且包括诱导缝（横缝）在内的各种裂缝均有不同程度的渗（漏）水现象。根据对碾压混凝土配合比、施工进度及坝体过水情况的分析,认为裂缝形成原因主要体现在原材料质量控制、施工组织设计、层面处理、温控措施等方面。为此采取了相应的表面封闭、灌浆及并缝等处理措施。而且,本文结合裂缝处理效果分析,提出了碾压混凝土坝在施工质量控制过程应注意的若干问题。     

高拱坝混凝土施工夏季温控措施浅析

目前对高拱坝混凝土温度裂缝控制主要采用传统的施工控制方法,并没有从高拱坝混凝土温度场变化和温度应力变化的规律性、特别是裂缝随温度变化的扩展规律系统地、有针对性地从材料、设计和施工方面提出有效控制裂缝的方案。对锦屏一级水电站高拱坝混凝土施工夏季温控措施进行了阐述。     

常态混凝土高拱坝温控措施敏感性仿真分析

依据某常态混凝土拱坝的详细施工进度和实际监测资料,采用三维有限单元法对拱坝横缝灌浆前进行了施工期仿真计算。重点讨论了该拱坝分别采用两种不同温控措施后,坝体内温度场和温度徐变应力场的分布情况。通过敏感性分析,比较了两种温控措施的效果及实际作用,所获得的结论对于同类工程的设计和施工有一定的参考价值。     

掺氧化镁混凝土建造高碾压混凝土重力坝的温度补偿计算方法

本文探讨了大坝混凝土掺氧化镁后温度徐变应力的变化规律,建立了考虑温度历时效应的氧化镁微膨胀混凝土仿真计算方法,计算中考虑了温度对混凝土自生体积变形的影响,严格按照混凝土龄期和温度场的分布状况,选取与之相对应的自生体积变形增量。并以一工程为实例,比较了坝体混凝土掺或不掺氧化镁的温度徐变应力的不同。得出的结论认为,在大体积混凝土内部,掺氧化镁能够起到补偿温度应力的作用,但是,对靠近边界部位的混凝土,由于混凝土表面一定范围内的温度梯度较大,加之边界周边环境因素的影响,如没有采取有效的表面保护措施,将会引起局部膨胀量的不一致,从而削弱掺氧化镁的补偿作用,甚至有可能增加局部混凝土的拉应力,引起早期表面裂缝。     

碾压混凝土坝温控防裂探讨

针对我国碾压混凝土坝建设中存在工期较长、造价较高、经济效益不太显著等问题 ,探讨碾压混凝土坝温控防裂措施 ,分析温控防裂的特点 ,建议将温控防裂分为有较高的耐久性与外观要求的重要大坝和只有一般要求的大坝两类 ,提出温控防裂准则与防裂重要性顺序、结构设计措施及温度控制措施     

外掺MgO混凝土快速筑拱坝技术及其应用

归纳总结了采用全坝外掺MgO混凝土不分横缝或设少量诱导缝快速筑拱坝技术建成的混凝土拱坝,介绍各拱坝的工程特征、施工情况、MgO掺量、长期观测的混凝土自生体积变形、应用新技术后的经济效益等基本情况。工程实践表明,采用外掺MgO混凝土快速筑拱坝技术建坝是成功的,能缩短工期并获得较大的综合经济效益。认为该技术值得在各类混凝土坝中推广应用。     

中国水科院水工结构研究成果丰硕国际领先

中国水科院在水工结构研究方面,成果丰硕,国际领先。首创了混凝土坝温度应力完整的理论体系和合理的温度控制措施,解决了大坝裂缝这个世界性难题;开创了拱坝优化数字模型、求解方法和计算软件,可节省坝体混凝土10%~30%,已应用于一百多座拱坝,节省投资二十余亿元;首创了混凝土坝仿真分析方法与软件,完全按照混凝土坝实际施工的气候条件、施工进度和随着不同高程的各层混凝土的不同龄期而变化的力学热学特性,计算结果与实测资料吻合一致,使大坝应力分析水平大幅度提高;首创了混凝土坝数值监控方法,把仪器观测与有限元计算方法结合起来,可求出从开工到运行各个时间大坝真实的应力场和安全系数,建立了大坝安全监控新的可靠平台;发展了混凝土徐变理论,提出了两个定理,可判断徐变对坝体应力和变形的影响,提出了混凝土徐变应力分析的隐式解法,提高了计算精度和效率,当时在全球率先编制了5个水工结构有限元计算程序,提供给全国有关单位,使我国水工结构计算进入"有限元时代",计算水平实现飞跃。     

高混凝土坝温控防裂研究进展

本文从仿真分析理论方法、典型裂缝成因及防裂措施、高拱坝及RCC坝温控防裂要点、智能温控4个方面介绍了高混凝土坝温控防裂研究进展;开发了可模拟9个过程、3场耦合、3个非线性的SapTis仿真软件系统,并针对精细建模、计算规模大等要求进行了并行化开发;分析了混凝土坝典型部位的仓面裂缝、劈头裂缝、廊道裂缝及下游面裂缝,并提出了防治措施;给出了高拱坝及RCC重力坝的温度控制要点,主要包括高拱坝的通水冷却设置应重视强调中期冷却并严格控制降温速率,碾压混凝土重力坝应淡化基础温差,强化内外温差的温控措施,智能温控技术是确保温控施工质量的有效手段,可有效避免人工控温可能出现的各种失误,提高施工质量。最后就未来亟待开展的高性能计算、早龄期热力学参数、个性化温控分区标准等问题进行了介绍。     

高掺氧化镁混凝土在某水电站拱坝工程中的应用

为了充分发挥MgO混凝土筑坝技术的优越性,针对某Ⅳ等小(1)型水电站混凝土拱坝工程,依据压蒸原理,进行水泥-粉煤灰-石粉混合浆体试件压蒸试验,据此将MgO的掺量提高到6.5%,并应用于水电站混凝土拱坝工程。结果表明,高掺MgO混凝土进一步提高了坝体混凝土的抗裂能力,简化了大体积混凝土的温控措施,实现了仅设极少诱导缝、不设纵缝、通仓浇筑坝体的混凝土坝体浇筑方式。     

考虑内部温度历史的大坝混凝土强度发展

考虑温度历史的大坝混凝土强度发展与标准养护方式下区别显著,在混凝土配合比设计中需考虑该影响.本文采用温度匹配养护方式模拟典型的大坝混凝土内部温度历史,研究大坝混凝土的强度发展.结果表明,对于粉煤灰掺量为35%～50%的大坝混凝土,采用温度匹配养护在7～90 d龄期内抗压强度较标准养护可提高18%～48%;较多粉煤灰掺量和较大水胶比的混凝土对养护温度更为敏感,采用温度匹配养护方式能更合理体现大坝内部混凝土实际的强度发展.     

八十自述

出生于一个知识份子家庭,1951年9月毕业于上海交大土木系后从事治淮工程,参加了我国首批佛子岭、梅山和响洪甸三坝的设计,1957年后调至中国水利水电科学研究院,从事混凝土高坝研究。采用“来自生产、高于生产、用于生产”的科研思路,坚持“勤于工作,勤于学习,勤于思考”。建立了混凝土坝温控防裂的完整理论体系,我国已在世界上首次建成数座无裂缝混凝土坝。建立了拱坝优化的数学模型,在世界上首次实现了拱坝体形自动优化。提出了混凝土徐变的两个定理、有限元等效应力、仿真计算基本方程、混凝土坝数字监控等一系列新理念、新方法,获广泛应用。共发表论文210篇、出版著作8本、获国家自然科学奖一项、国家科技进步奖两项、国际大坝会议奖一项,并荣获国家级有突出贡献科技专家称号,为我国水利行业中论文和著作被引用最多的作者之一。     

混凝土坝的数字监控

文中提出一个新的理念:混凝土坝的数字监控.目前大坝监控依靠仪器,仪器观测资料对于监控大坝工作状态是重要的,但它们不能给出大坝的应力场和安全系数,因此,笔者建议在仪器监控之外,增加数字监控,利用全坝全过程仿真分析,在施工期即可给出当时温度场和应力场,并可预报运行期的温度场、应力场及安全系数,如发现问题可及时采取对策;在运行期可以充分反映施工中各项因素的影响,对大坝作出比较符合实际的安全评估.通过反分析,仪器观测资料在数字监控中也得到利用.在数字监控的基础上,适当扩充,可以建立数字大坝,有利于大坝的管理.在目前条件下,利用一台微机每周上机一次,即可完成全部计算,运用方便,所费不多,收效显著.     

氧化镁混凝土拱坝的宏观变形

在整理三江拱坝等氧化镁混凝土拱坝工程长达十年之原型监测资料的基础上,结合拱坝在库水、空气、地基等边界条件下的实测温度,讨论拱坝的温度场及温度作用。同时,三江拱坝的正倒垂观测资料表明,全坝混凝土外掺氧化镁后使拱坝产生了类似于温升作用的变形效果,在宏观变形上进一步验证氧化镁混凝土的膨胀效应,并从拱坝宏观变形的角度讨论了混凝土外掺氧化镁后的工程意义。