十三陵抽水蓄能电站运行期混凝土面板裂缝成因分析及处理

十三陵抽水蓄能电站上水库采用钢筋混凝土面板防渗,通过对面板混凝土裂缝定期检测,发现裂缝数量呈逐年增加趋势,对面板防渗性和耐久性造成不利影响。充分考虑钢筋混凝土面板运行的外界气候条件和电站运行条件,对冬季运行期的混凝土面板温度应力进行了计算分析,由此得出了混凝土面板温度应力变化规律及分布特征。根据上述计算分析及混凝土面板裂缝检测结果,认为冬季运行期温度应力是上水库混凝土面板裂缝产生和发展的主要原因。为确保上水库钢筋混凝土面板长期安全运行,选择SK手刮聚脲对上水库混凝土面板裂缝进行了处理,效果良好。     

混凝土面板堆石坝水下面板裂缝成因数值分析

混凝土面板堆石坝的水下面板裂缝形成发展,影响了面板的工作性态。为揭示水下面板裂缝的成因,依据监测资料研究了运行期不利温度工况及施工质量对面板裂缝的影响,提出以空隙率的概率分布函数表征施工质量的方法,采用质量保证率模拟堆石区的施工缺陷区域,确定了运行期堆石坝面板裂缝分析的流程。以某混凝土面板堆石坝为例,通过结构计算研究了面板裂缝开裂区域的应力情况及变化趋势。结果表明:温度因子对深水区裂缝产生及发展影响不大。在水荷载作用下,当施工质量缺陷区堆石料质量保证率为90%时,计算的裂缝应力符合裂缝的检查情况,验证了该模拟方法的合理性。研究成果对面板堆石坝的安全运行具有工程意义,也对同种坝型运行期水下裂缝的成因和判断具有参考价值。     

峡江水利枢纽泄水闸底板裂缝成因有限元分析

结合施工期大坝安全监测所得应力、温度等实测数据,运用非线性有限元法对泄水闸底板进行施工期仿真计算.通过对仿真计算结果与裂缝实际分布的对比分析,得出裂缝形成的主要成因是基础约束、温度应力,并提出了防治裂缝的针对性措施.     

公伯峡面板堆石坝面板竖向裂缝机理分析

公伯峡大坝面板在水库运行后出现竖向裂缝,每年寒冬后,裂缝不断增加。根据大坝变形监测成果,反演得到坝体堆石E-B模型参数及流变参数,计算分析和预测面板堆石坝变形、面板结构应力,并针对冬季严寒低温、寒潮温降、昼夜温差等恶劣气候条件,进行面板温度应力变化规律和分布规律以及库水位对面板温度应力敏感性分析,得出温度应力是导致面板产生竖向裂缝的主要因素,堆石体流变增加的结构应力是两侧面板裂缝进一步发展的推动因素。     

混凝土结构温度裂缝的特点及其配筋控制

混凝土结构温度作用产生的裂缝与荷载作用产生的裂缝有显著的不同：①与材料的韧性有关；②具有时间性；③裂缝处钢筋的应力较小；④分浅层、深层和贯穿性三种裂缝；⑤温度作用时应力和应变不再符合简单的胡克定律。掌握其特点对采取合理的温度裂缝控制措施有其重要意义。对于允许开裂但需限制裂缝开展宽度的混凝土结构，较为准确地计算混凝土裂缝开展宽度是温度裂缝控制的必要条件。温度配筋的目的就是增加裂缝条数，减小裂缝开展宽度。文章还讨论了温度裂缝的控制标准和裂缝宽度的计算理论     

混凝土闸墩晚期温度应力与裂缝闸墩应力分析

采用弹性体系平面有限单元法,对闸墩晚期温度应力与裂缝闸墩的应力进行计算和分析。着重讨论了闸墩晚期温度应力与浇筑时间的关系,裂缝高度与裂缝条数对闸墩应力的影响,并进而对闸墩裂缝的发展高度及裂缝闸墩的安全问题提出了见解。     

薄板混凝土温度应力及温度裂缝问题的探讨

影响混凝土浇筑中温度应力的原因是工程上多年来一直研究探讨的问题。本文利用专业程序对浇筑在岩石上不同条件薄板混凝土的温度应力及裂缝进行了计算 ,并对温度应力及裂缝开展因素进行了多方面的分析和探讨 ,提出了浇筑时不同覆盖措施对薄板混凝土温度应力及裂缝的影响     

混凝土拱坝运行期裂缝与永久保温

混凝土坝施工期裂缝问题目前已基本解决,但施工期未出现裂缝的拱坝,竣工后仍可能出现裂缝,这是目前尚未解决的问题。对运行期出现裂缝的原因进行分析,提出了运行期拱坝实际温度应力的计算方法。计算结果表明,非线性温差及寒潮是引起拱坝运行期裂缝的主要原因。表面永久保温是防止运行期出现裂缝的有效方法。     

气温变化和挤压墙约束对堆石坝面板开裂的影响

针对公伯峡水电站堆石坝面板在运行期出现很多纵向裂缝的实际情况,利用能充分反应面板温度和应力边界条件的实测数据,采用有限元子模型分析了气温变化和挤压墙约束对面板开裂的影响。计算和分析结果表明,温度荷载产生的裂缝与实际裂缝在分布规律上相符合,挤压墙与面板间的切向劲度值对面板温度应力影响较大。     

峡江水利枢纽厂房底板裂缝成因有限元分析

大体积混凝土基础底板裂缝的影响因素很多,国内大都采用有限元模拟混凝土温度场,且实践证明仿真计算得出的温度变化规律与实测结果基本相符。为分析峡江水利枢纽工程厂房混凝土底板裂缝成因,结合施工期大坝安全监测所得应力、温度等实测数据,运用非线性有限元法对厂房底板进行施工期仿真计算。通过对仿真计算结果与裂缝实际分布的对比分析,得出基础约束、温度应力、上下层混凝土浇筑间隔时间是裂缝形成的主要成因。     

开裂闸墩的温度场和应力场仿真分析

按照闸墩实际材料与浇筑过程,利用有限元仿真程序,计算了闸墩在施工期及运行期的温度场和应力场,得到了其开裂位置、开裂时间和开裂状态;与闸墩裂缝实际调查资料的对比说明,闸墩内部的过高温度是导致闸墩开裂的根本原因;通过虚拟浇筑计划下的仿真分析表明,选择合理的混凝土浇筑时间与方式,可以避免闸墩开裂。     

水电站厂房下部结构混凝土温控防裂分析

水电站厂房的下部结构比较复杂,且混凝土体积较大,因此容易开裂.采用非稳定温度场及应力场的有限元计算方法,对不同季节开始施工的典型水电站厂房下部结构进行了施工和运行过程的仿真计算,根据温度场和应力场计算结果,分析了易裂部位的开裂原因,提出了合理的施工温控防裂方法,可为水电站厂房下部结构混凝土的设计和施工提供有益的参考.     

五强溪船闸裂缝的流形元模拟

对流形元法进行了扩展，开发了考虑裂隙渗流和变形耦合作用、用断裂力学法模拟离散裂缝的扩展及用杆单元模拟钢筋作用的流形元法，用以模拟钢筋混凝土结构在水压荷载作用下的破坏过程。用扩展后的软件模拟分析了五强溪船闸闸墙的大变形问题。模拟结果表明，五强溪船闸闸墙的超标变形是由于闸室底部大量纵深裂缝所致，缝内渗透压力在裂缝扩展中起了重要作用。建议船闸提高水位运行前应做止水或加固处理。     

大体积混凝土结构表面保温措施工程实例分析

为了避免某水电站坝体在施工和蓄水运行过程中因温度应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝,结合该大坝的实际工程情况,将大型商业有限元软件ANSYS与三维有限元温控主体程序RCTS相结合,对该水电站坝体在坝轴线方向横缝之间的整个坝段施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算结果表明：坝体基础常态混凝土垫层部位在外温变化及基岩约束双重作用下,出现了较大的拉应力。混凝土表面铺设保温板后,减小了外界温度对混凝土的影响,垫层部位的最大应力有所降低。可见,混凝土表面铺设保温板是降低温度应力的有效措施。     

高强度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究

高强度混凝土渡槽结构承载能力高,但水化放热量也大,在夏季浇筑时混凝土温控防裂难度较大.采用非稳定温度场及应力场的有限元计算方法,对夏季施工的典型渡槽结构进行了施工过程的仿真计算.根据不同工况的温度场和应力场计算结果,分析了易裂部位的开裂原因,提出了相应的水管冷却和表面保温措施,可为类似高强度混凝土结构的设计和施工提供有...     

克孜河渡槽运行期温度应力耦合分析

渡槽在运行期时水泥水化热已经基本消失,结构处于较稳定温度状态,由于外界气温变化会引起渡槽内部的温度应力变化,同时在日照、环境温度变化和骤然降温时会引起结构内外温差与温度应力变化。为了有效防止渡槽在运行期混凝土槽身开裂,造成不必要的损失,通过三维有限元软件建立克孜河渡槽三维模型,模拟渡槽运行期温度、应力分布规律。结果表明:运行期温度应力较大,通过在渡槽外壁采取保温措施,有效的改善了槽身的应力状态,可为今后渡槽设计提供设计依据。     

万家寨水电厂水轮机转轮裂纹情况分析

万家寨水电厂水轮机转轮在2002年检查发现叶片出现裂纹。针对裂纹情况，从机组运行工况，水轮机的设计、制造、水力特性、力学特性等方面，初步分析裂纹原因为叶片相对单薄，且有应力集中和焊接残余拉应力，在低负荷的高尾水管压力脉动作用力下而产生裂纹。针对裂纹原因，电站采取了划分运行区域，在叶片上冠出口边加三角板，顶盖强迫补气等防治裂纹的措施。     

仙居抽水蓄能电站蜗壳混凝土施工仿真研究

浙江仙居抽水蓄能电站装配了大功率水轮发电机组,其蜗壳的大体积混凝土施工存在温度应力大并造成开裂的风险,影响机组正常运行。为探究蜗壳温度应力,对1#机组蜗壳混凝土进行了考虑施工过程的三维实时仿真计算,对关键位置进行了应力分析,提出施工期降低早期温度应力的建议措施。     

昼夜温差对薄壁混凝土结构温度应力的影响分析

薄壁混凝土结构受昼夜温差的影响更容易产生裂缝.针对这一问题,利用三维有限单元法对某薄壁混凝土结构施工期进行了温度场和应力场的仿真计算分析.结果显示,在昼夜温差作用下,薄壁混凝土结构表面和内部均会产生较大应力波动,波动幅度在0.3～1.9 MPa之间,对施工期温控防裂不利.此外,对薄壁混凝土结构施工期的仿真计算,环境温度取日气温变化更加合理.该研究能为具有较大昼夜温差地区的混凝土工程施工设计提供参考.     

Nonlinear simulation of arch dam cracking with mixed finite element method

This paper proposes a new, simple and efficient method for nonlinear simulation of arch dam cracking from the construction period to the operation period, which takes into account the arch dam construction process and temperature loads. In the calculation mesh, the contact surface of pair nodes is located at places on the arch dam where cracking is possible. A new effective iterative method, the mixed finite element method for friction-contact problems, is improved and used for nonlinear simulation of the cracking process. The forces acting on the structure are divided into two parts： external forces and contact forces. The displacement of the structure is chosen as the basic variable and the nodal contact force in the possible contact region of the local coordinate system is chosen as the iterative variable, so that the nonlinear iterative process is only limited within the possible contact surface and is much more economical. This method was used to simulate the cracking process of the Shuanghe Arch Dam in Southwest China. In order to prove the validity and accuracy of this method and to study the effect of thermal stress on arch dam cracking, three schemes were designed for calculation. Numerical results agree with actual measured data, proving that it is feasible to use this method to simulate the entire process of nonlinear arch dam cracking.