寒潮对碾压混凝土重力坝的影响性分析

根据碾压混凝土重力坝设计和施工组织安排,采用三维有限元浮动网格法对遭遇寒潮冷击时坝体的温度场和应力场进行了仿真计算。如不采取任何温控措施,寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响。计算结果表明,对刚刚浇筑的混凝土表面加强保护可防止产生大量的裂缝。     

浇筑层厚对碾压混凝土坝温度场和应力场的影响

高混凝土坝浇筑时材料用量大、施工条件复杂、建设周期长,同时又需考虑温度控制、结构应力、施工环境等因素对坝体安全的影响。为此,以某工程碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法,研究了不同的混凝土浇筑层厚度对大坝温度场与应力场的影响。结果表明,早期坝体内部的最高温度随浇筑层厚的增加而增大,坝体不同区域最高温度不仅受浇筑厚度的影响,同时也与大坝浇筑的时间相关;基础垫层混凝土、三级配碾压混凝土和二级配常态混凝土区域最大拉应力随浇筑厚度的增大而增大。     

非常规体型大体积混凝土基础裂缝控制

非常规体型大体积混凝土基础浇筑后,水和水泥的用量是混凝土干缩裂缝的主要成因.根据性质主要包括干缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝和碳化收缩裂缝等.介绍了浙北变电站工程构架基础大体积混凝土施工工艺,叙述了从控制施工原材料和改进施工工艺入手,以科学配比和强化监测为主,通过采取重视混凝土基础浇筑、浇筑后精心养护、成型后准确测温三大措施,防止了大体积混凝土基础出现塑性收缩裂缝和温度裂缝的成功经验.     

大体积混凝土结构裂缝控制技术

大体积混凝土结构施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇注内部温度和温度应力剧烈变化,由此而产生的温度应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。裂缝会影响混凝土的整体性、防水性和使用的耐久性,因此如何控制裂缝是混凝土施工成败的关键。本文从施工角度出发,介绍了几种裂缝控制的措施,在工程中得到了比较好的应用效果。     

基于施工过程仿真的碾压混凝土坝温度场控制分析

为了在施工过程中对碾压混凝土坝的内部温度实时动态监控并制定相应的温度控制措施,从而减少由温度应力引起的裂缝。在进行施工过程仿真分析的基础上,建立有限元模型,再根据混凝土温升随浇筑时间的变化并结合实际情况,实时动态施加坝基初始温度、坝体浇筑温度及随时间改变的气温、水温等荷载条件和边界条件等,基于施工过程的荷载步长,利用ANSYS二次开发功能实现温度场仿真计算,建立了从大坝施工开始经混凝土冷却直至准稳定温度场状态的全过程仿真分析系统。实例应用结果表明,该系统提供了一个基于施工过程的碾压混凝土温度场仿真计算分析工具,具有灵活性和实用性。     

同冷区和纵缝对高海拔区西藏某重力坝混凝土温度应力的影响

针对高海拔地区西藏某重力坝大体积混凝土裂缝问题,结合三维有限单元法,对现有温控措施进行改进,采用增设纵缝和同冷区同步冷却的温控技术,降低大坝高度方向的温度梯度,协调浇筑层间的变形,减小浇筑层间的相互约束,进而降低温度应力,防止裂缝产生。结果表明,设置纵缝后坝体最大拉应力由1.71 MPa减小为1.45 MPa,抗拉安全系数由1.48增至1.74;在有纵缝的基础上,当同冷区的高度增至27 m时,坝体最大拉应力减至1.40 MPa,抗拉安全系数增至1.81。     

冬季浇筑碾压混凝土坝温控防裂研究

针对冬季浇筑的碾压混凝土坝垫层、坝踵及坝体表面开裂问题,以官地碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法仿真计算了非稳定温度场和应力场,并分析了开裂机理,提出了防裂措施.结果表明,适当的表面保温和通冷却水能有效防止裂缝的产生.为工程中确定合理的温控防裂措施提供了参考依据.     

基于ABAQUS的陆上风机基础混凝土结构加固体的水化热数值模拟分析

风机基础混凝土结构加固体的尺寸较大,浇筑过程中温度峰值较高、升温速度快,外表层散热迅速,极易产生收缩裂缝。利用ABAQUS二次开发平台,编制了从基础到加固体浇筑的全周期水化热温度与应力的数值模拟程序,计算结果表明,加固体表层的应力超过允许应力值的程度与实际裂缝情况较符合,可为陆上风机基础混凝土结构加固体的水化热温度控制和收缩裂缝控制提供施工指导,对同类工程的优化加固设计方案和施工具有参考价值。     

水工混凝土热学性能试验初探

在水工混凝土施工中,由于坝体断面很大,混凝土的导热性较差,积蓄在坝体内部的热量不易散发;而坝体边界部位因与大气或水接触,热量则较易散失.因此在坝体内将产生不均匀的温度分布.在大体积混凝土中,混凝土温度变化对温度应力有很大的影响,是引起结构不均匀变形和开裂的主要因素.故研究温度变化的规律和控制温度的措施,是坝工设计的重要课题之一.为了计算坝体温度的变化,分析坝体温度应力变化过程和分布规律,就必须掌握大坝混凝土的热学性能.混凝土热学性能主要是指混凝土产生和散失热量的各种性能,包括混凝土的导温系数、导热系数、比热、线膨胀系数、水泥水化热及绝热温升等性质.     

某碾压混凝土重力坝温度场及应力场仿真研究

温度荷载是混凝土坝应考虑的主要荷载之一,而坝体会因温度应力过大从而导致产生温度裂缝,对大坝的安全运行产生不利影响。为避免在施工和运行过程中因温度应力超过坝体混凝土的容许应力而产生温度裂缝,基于热传导理论,针对某碾压混凝土重力坝施工期和运行期的整个过程,采用三维有限元数值仿真分析方法,进行了温度场和温度应力场的计算分析。计算结果表明：提出的温控施工方案可有效降低坝体的最高温度和温度应力,并且此施工方案可满足相关规范要求和该工程的温控设计要求。同时,此研究成果亦可为类似工程提供借鉴。     

MgO掺量对混凝土不同浇注温度下拱坝应力的影响

为了研究不同浇筑温度下MgO掺量对混凝土拱坝应力的影响,采用有限元数值模拟对某外掺MgO混凝土拱坝施工期温度场、应力场进行仿真分析,对比不同掺量不同浇筑温度下特征点的温度、应力和掺MgO引起的自生体积变形过程。结果表明,不同浇筑温度下,MgO对应力场有效补偿量相差不大,对于低温季节浇筑的混凝土,适当增加MgO的掺量可有效补偿坝体应力;对于高温季节,温降产生的拉应力很大,最好配合分缝措施或避开高温季节浇筑。     

闸墩混凝土防裂措施研究及应用

针对水泥水化过程中易形成较为复杂的膨胀或收缩应力致使混凝土出现裂缝问题,提出了施工中从选取原材料、设计配合比、选定浇筑方案、控制浇筑过程、保温保湿养护及混凝土内外温度监测等环节上采取一系列的工程技术措施,并配合冷却水管温控措施可有效地防止混凝土裂缝出现.工程实例表明,该防裂措施可行,可为同类工程提供参考.     

不同温度下外界风速对大体积混凝土温度场变化的影响

针对大体积混凝土在浇筑过程中产生的水化热易致混凝土浇筑后产生表面或贯穿性裂缝的问题,基于有限元理论,利用有限元分析软件ANSYS数值模拟了大体积混凝土浇筑后的温度场变化规律。通过设置不同的外界空气温度,并逐一模拟各温度下不同风速对混凝土温度场的影响。结果表明,外界低温时,风速对大体积混凝土温度场的影响比高温时大;混凝土内外温差最大值出现在混凝土浇筑后的4~6d,因此混凝土浇筑后的保护工作重点应放在前期进行。     

混凝土坝临时断面过流裂缝成因及温控保护措施

采用三维非稳定温度场和应力场有限元仿真程序,分析了混凝土坝临时断面过流时混凝土的开裂原因,并提出了采用与坝体永久保温相结合的复合式保温板对坝体保温,以防止过流后产生劈头缝或贯穿裂缝.结果表明,该措施效果很好.     

混凝上坝温度缝间距计算方法探讨

混凝土重力坝用横缝沿坝轴线将坝体分割成独立的坝段,在运用期间,当周围介质温度发生变化时,各坝段可自由变形,以免产生过大的拉应力,从而出现有害裂缝,保证坝体安全.拉应力随温度伸缩缝间距的减小而减小.但是,若坝段长度很小,势必分缝较多,这是不经济的;如果坝段过长,则可能出现裂缝,对建筑物安全运用极为不利.如何合理确定温度缝间的距离,是混凝土重力坝设计中重要课题之一.本文试就确定混凝土重力坝温度缝间距的计算方法作一些探讨.     

某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工期温控监测分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土易出现温度裂缝的问题,基于某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工过程所记录的洞内空气温度和混凝土温度,分析了洞室内空气温度变化规律,探究了空气温度、通水温度和浇筑温度对混凝土最高温度的影响,并利用有限单元法模拟混凝土温度变化过程,比较了混凝土温度计算预测值与实测值的差异。结果表明,洞内气温年变幅较大、波动明显,洞室连通状况对洞内气温影响较大,因而在地下洞室衬砌混凝土浇筑施工过程要考虑连通状况的影响;拟合得到的洞内空气温度变化曲线和混凝土浇筑温度、通水温度、空气温度对混凝土最高温度的影响关系曲线为模拟计算隧洞衬砌混凝土温度提供了参考,并为混凝土最高温度控制提供了量化指标。     

高拱坝施工期温控参数敏感性分析

在混凝土高拱坝浇筑过程中,影响坝体施工期温度场及温度应力的因素有很多,因此选用适当的浇筑方案对于节约工程成本及提高坝体安全性有着重要意义。以孟底沟水电站工程为例,选用多种施工方案,并利用三维有限元方法进行仿真分析,分析了浇筑季节、浇筑层厚、间歇时间及浇筑温度等因素对坝体施工期的敏感性。结果表明,低温季节浇筑、在防止热量倒灌的前提下尽量减小浇筑层厚度、缩短间歇时间、降低浇筑温度有助于降低温度应力,提高坝体安全性。     

基于LSTM神经网络的高拱坝混凝土温升阶段温度预测

为实时掌控高拱坝混凝土温度变化,及时制定合理控温措施,防止产生温度裂缝,深入分析了混凝土温升阶段温度影响因素,并选取初始浇筑温度、环境气温、通水温度、通水流量、绝热温升等5个主要因素作为LSTM神经网络的输入因素,建立了基于LSTM神经网络的高拱坝混凝土温升阶段温度预测模型,同时采用最大误差、平均绝对误差(M_MAE)、对称平均百分比误差(S_SMAPE)等评价指标检验模型精度,最后以白鹤滩高拱坝为例,对大坝混凝土温升期的温度进行预测。结果表明,所建预测模型的最大绝对误差为0.58℃,M_MAE、S_SMAPE分别为0.30℃、1.35%,预测精度较高,可操作性强,能为高拱坝混凝土温度控制提供决策支撑。     

基于多重分形的大坝裂缝整体性态分析

为准确评价大坝坝体裂缝的整体性态,以某碾压混凝土重力坝不同高程处的3条裂缝序列为例,应用多重分形消除趋势波动方法分析大坝裂缝实测序列的多重分形特征,通过替换序列分形特征产生的原因,并用Hurst指数、分形谱宽度和分形谱高度来表征其多重分形特征强度,统计分析了不同高程和坝段的9条裂缝的多重分形特征强度。结果表明,裂缝序列存在较强的多重分形特征,且由序列本身的长程相关性造成;坝体整体裂缝的多重分形强度大致相同,说明坝体结构的整体性态较好,变形以线弹性变形为主,处于安全状态。     

基于IABAP混合算法的混凝土坝浇筑仓温控措施智能优选

混凝土坝浇筑仓在施工期的温控措施选择不当会导致混凝土出现温度裂缝,将智能优化算法与温控措施结合进行多个温控因素联合分析,可实现大坝温控措施智能调控。提出了一种结合粒子群(PSO)与人工峰群(ABC)的混合优化算法IABAP,避免了单一算法后期收敛速度降低、易陷入局部最优等问题,并将其运用于白鹤滩拱坝典型坝段的参数反演,基于计算温度曲线与实测温度曲线对比结果,进行温控措施联合优选。结果表明,通过IABAP算法温控措施调整后的温度曲线预测结果与施工期采用实际温控措施参数值预测结果相比温升速率和浇筑温度更小,对控制混凝土早期拉应力更有利。研究结果为混合优化算法在大坝温控措施智能优选方面的运用提供了参考。