复杂约束条件下大体积混凝土冷却降温过程优化分析

在复杂约束条件下,大体积混凝土的温度应力控制是难点。为此,以我国西南地区某拱坝陡坡部位混凝土仓为例,在常规方法的基础上,对其冷却降温过程做了改进设计,并基于有限元法进行了数值计算分析,结果表明,改进的冷却方案能够降低早龄期混凝土的开裂风险,同时可简化施工过程。     

高寒地区高拱坝外掺MgO混凝土的温度应力补偿效果研究

鉴于外掺MgO微膨胀混凝土筑坝技术对提高高寒地区混凝土坝的施工速度和经济效益的意义,对高寒地区高拱坝外掺MgO混凝土的温度应力进行了仿真计算,分析了不同MgO掺量对温度应力补偿效果的影响及坝体不同部位掺MgO的膨胀补偿效果。结果表明,在大坝内部,掺MgO对混凝土能起到较好的温度应力补偿作用,且在一定范围内MgO掺量越大,应力补偿作用越明显;对大坝表面混凝土,掺MgO可能使混凝土表面拉应力增大,可通过加强表面保温来有效控制表面拉应力,且宜采用长期保温的温控措施。     

高拱坝施工过程中的同冷区控制方法研究

针对高拱坝混凝土沿高程方向的复杂温度梯度特性,提出了一种基于施工过程的同冷区控制方法,其实现途径为同冷区内部温度与冷却区高度的时空动态调控。采用有限单元法仿真模拟同冷区控制的实现过程,并重点对五个影响因素(水管冷却、施工进度、悬臂高度、季节气温变化、约束范围)进行系统的论证分析。结果表明,通过优化同冷区控制措施,不仅可以降低坝混凝土的温度梯度,也可在一定程度上减小温度拉应力。     

官地水电站大坝碾压干硬性混凝土二期冷却过程仿真分析

针对官地水电站大坝碾压混凝土施工冬季内部温度较高、内外温差偏大、存在开裂风险的问题,采用有限元法对官地大坝的施工过程进行了数值模拟,重点研究其二期冷却过程中的温度控制及应力控制问题。仿真分析结果表明,采用新的保温措施和通水冷却方案后,大坝混凝土的内部温度可降至22 ℃以下,可正常蓄水;在整个二期冷却过程中,大坝混凝土约束区部位的最大温度应力为1.54 MPa,满足混凝土的应力控制标准,说明该工程二期冷却过程是可控的,所设计的温控方案可行。     

高碾压混凝土坝快速施工过程中的温度控制措施

提出了高碾压混凝土坝施工期温度时空动态控制方法,该方法的核心在于通过调整水管冷却的5个要素(冷却开始时刻、通水时间、水温、流量和水流方向)来动态控制混凝土的温度,进而达到温控防裂的要求.基于ANSYS平台开发了大体积混凝土施工期温度场、应力场三维有限元仿真程序,将温度时空动态控制方法应用于官地高碾压混凝土重力坝的施工过程中,并做跟踪监测和反演计算.实践证明,该方法易于操作,且在官地大坝的施工过程中未出现危害性的裂缝,有效解决了其温控防裂问题,给类似工程提供了借鉴和参考.     

岷江中游梯级闸坝联合优化调度研究

合理控制不同层级闸坝的下泄水量是实现梯级闸坝整体优化的关键。针对梯级闸坝联合调度层级多、水力联系紧密的特点,为协调不同层级闸坝系统间的水文补偿关系和降低建模维度,建立了基于粒子群算法和自适应算法的梯级闸坝耦合调度模型。基于粒子群算法完成了对闸坝调度规则的整体优化。在此基础上,采用自适应修正算法对闸坝的蓄、泄水量完成修正实现整体效益最大。综合考虑上游来水、区间降雨产流和农业灌区退水等影响因素,以提高水资源利用率增强供水保障为目标,对岷江中游段规划梯级闸坝群进行实例研究。结果表明:95%来水频率年采用梯级闸坝耦合优化调度减少下泄流量5 048万m~3,有效提高枯水年的供水保障能力。耦合优化法可以提高收敛稳定性,具备针对梯级闸坝联合优化调度的应用潜力。     

大岗山拱坝陡坡坝段并缝形式研究

大坝设计时,由于陡坡坝段体形相对较差,且受基岩及相邻坝段约束较强,若分缝形式不合理,将产生过大的局部拉应力,给坝体混凝土带来开裂风险。为改善陡坡坝段的应力状态,以大岗山拱坝为例,根据拱坝温度边界条件,采用有限单元法模拟混凝土浇筑过程,对陡坡坝段不同的分缝形式进行了应力仿真分析。结果表明,大岗山拱坝陡坡坝段采用斜缝的分缝形式是合适的,能有效改善坝体应力分布、减少应力集中、提高拱坝抗裂安全度。     

高碾压混凝土重力坝通水冷却优化设计与工程实践

在归纳总结大体积碾压混凝土温控防裂技术要点的基础上,从放宽基础温差、增加间歇式中期冷却、施工期水管冷却五参数控制、冷却结束标准确定四个方面出发,阐述了高碾压混凝土重力坝通水冷却设计的优化方法。以官地水电站为例,对水管冷却方案做了改进,并基于跟踪监测数据与数值计算结果,实时调整设计参数。结果表明,官地水电站大坝混凝土的温控效果较好,各项应力指标满足蓄水安全要求,且整个施工期至运行初期未出现危害性的裂缝,为类似工程提供了借鉴。