某高拱坝中期通水冷却降温影响因素敏感性分析及最优温控措施

为准确了解某高拱坝坝段混凝土中期通水冷却降温影响因素的敏感性及其最优温控措施,采用有限元仿真分析方法,定性定量分析了中期降温阶段冷却水通水流量、通水温度、通水时长、混凝土单层层厚对坝段混凝土日降温速率的影响程度,发现通水流量及通水温度影响最大;进而构建了混凝土日降温速率与通水流量、通水温度之间的非线性回归方程,从定量角度给出了最优温控措施;这可为同类工程中期降温阶段的温控措施提供参考依据。     

混凝土闸墩施工期冷却水管温控防裂效果分析

针对闸墩大体积混凝土结构施工期或运行期易开裂而影响施工质量,基于燕山水库工程闸墩混凝土结构施工方案和现场环境资料,仿真计算了温度场和应力场施工期和施工后期全过程的冷却水管方案设计.仿真结果和现场实测结果表明,该措施设计与实施有效可行.     

基于弹性有限元的高拱坝安全度敏感性分析

以溪洛渡高拱坝为例,针对弹性有限元评价高拱坝安全度存在的问题,以基本荷载组合作为基本研究工况,考虑整体自重、分缝自重及施工浇筑过程自重三种自重荷载作用方式,研究可能的水荷载与温度荷载变化、地质条件变化及大坝材料的抗力变化,分析变化量对大坝安全度的敏感性。计算结果表明,对温降工况,影响建基面相对受拉面积的因素从大到小依次为水荷载、混凝土弹模、地基弹模、自重作用方式、温度荷载。     

高拱坝建基面相对损伤面积敏感性分析

基于损伤本构关系的非线性有限元能较为真实地模拟拱坝的实际工作性态,但用于高拱坝安全度评价时水压力和温度荷载、坝体混凝土的弹性模量和抗拉强度、地基岩石的弹性模量等均具有随机性。以某高拱坝为例,以温降荷载组合作为基本研究工况,根据地形地质条件和坝体体形及施工过程,建立高拱坝非线性有限元计算模型,通过正交试验法建立18种计算方案,得到不同方案下上下游面、建基面相对损伤面积,再运用无量纲化和多元线性回归分析的方法计算建基面相对损伤面积与各影响因素之间的关系。结果表明,建基面相对损伤面积与水荷载、温降荷载呈正相关,与地基岩石弹性模量、坝体混凝土弹性模量、坝体混凝土抗拉强度呈负相关。对建基面相对损伤面积的影响程度从大到小依次为水荷载、地基岩石弹性模量、坝体混凝土弹性模量、坝体混凝土抗拉强度、温降荷载。     

基于温控仿真的热带地区常态混凝土重力坝施工期温控防裂研究

鉴于热带地区气候条件下的温控防裂研究成果较少的问题,以洪都拉斯某常态混凝土重力坝为例进行三维有限元温控仿真防裂研究,发现方案1的最高温度和最大应力均超标,方案2的最高温度和最大应力均满足要求;溢流坝段下游侧反弧段常态混凝土部位易产生大拉应力,应采取相应温控防裂措施。研究成果可为热带地区大体积常态混凝土重力坝的温控防裂提供参考。     

某抽水蓄能电站蜗壳混凝土施工期温控仿真分析

蜗壳结构是水电站厂房的心脏,其工作性态关系到电站的长期安全运行.本文针对抽水蓄能电站厂房蜗壳结构的特点,对蜗壳大体积混凝土结构施工过程进行了温度场与温度应力仿真计算,分析了蜗壳结构温度场与温度应力时空分布规律,并对影响蜗壳外围混凝土温度及应力的各种温控措施进行敏感性分析.通过多方案的比较,提出温控防裂措施建议,相关成果...     

碾压混凝土拱坝一期冷却和汛期过流防裂研究

基于碾压混凝土拱坝具有碾压混凝土弹性模量发展较慢但其终值较大、汛期往往基坑淹没且浇筑温度较高的特点,以善泥坡水电站碾压混凝土拱坝为例,分析了各种温控措施对汛期碾压混凝土坝表面拉应力和一期冷却效果的影响。结果表明,碾压混凝土坝一期冷却宜采用长时间大流量低温冷却水,以确保在弹性模量较小时充分降低坝体温度;汛期过水对坝体应力影响较大,过水时混凝土应有足够的龄期。     

锦屏一级高拱坝温度场和应力场仿真分析

为了高拱坝的安全施工和运行采用有限元法模拟了锦屏一级工程混凝土拱坝的整体施工过程和30 a运行过程,结果揭示了300 m级高拱坝的温度历时变化过程、坝体准稳定温度场及应力场分布规律,对设计和施工具有重要的参考价值。     

施工期混凝土拱坝温度监测资料分析

为分析施工期混凝土拱坝的温度场性态、防止温度裂缝,提出一种施工期混凝土拱坝温度监测资料分析法,并以某混凝土拱坝为例,介绍了温度计的布置及温控措施,分析了温差与温度计测值变化规律.根据温度计测值绘制了典型坝段的温度计等值线,并分析了温度场分布.结果表明,温度计布置合理,采取的温控措施行之有效,可供借鉴.     

混凝土拱坝导流底孔坝段施工期温度及应力仿真分析

针对目前混凝土拱坝导流底孔坝段温控仿真研究较少的问题,通过模拟拱坝导流底孔坝段施工过程中混凝土温度场和应力场,获得不同浇筑方案下拱坝导流底孔段的最高温度及顺河向温度应力、横河向温度应力和第一主应力。结果表明,高温季节浇筑薄层混凝土易产生温度倒灌,而低温季节采取薄层浇筑有利于降低混凝土最高温度和最大温度应力,由此提出相应大坝混凝土浇筑温控建议措施,对于类似工程安全施工和进度控制具有重要意义。     

白鹤滩拱坝三维有限元分析

采用三维线弹性有限单元法对白鹤滩拱坝进行了多工况多方案分析研究。计算结果表明，坝体应力分布合理，应力水平与同类拱坝相当，基础变形模量在一定范围内上下浮动对坝体应力影响不大。     

水管冷却混凝土温度场的精确计算与应用

简要介绍了基于水管与混凝土之间热量交换的能量守恒原理、水管冷却混凝土温度场的精确算法及有限元数值计算方法。算例和试验验证，该迭代方法具有很高的计算效率和精度。应用该精确算法为几个大坝仿真分析，均取得了很好的效果，证明该算法具有良好的工程应用前景。     

高拱坝施工期温度应力仿真计算

针对温度变化对结构的应力状态具有重要影响,在拱坝施工期温度应力仿真计算中,采用有限元法的初应变法分析温度徐变应力,并推导出了考虑温度徐变应力的非线性有限元公式.以某高拱坝为例进行计算,结果表明该方法正确、有效,可供类似工程参考.     

高拱坝破坏分析研究综述

综述了混凝土拱坝破坏过程中的研究进展,评述了各种研究方法和模型的优点与不足,同时给出了未来拱坝破坏分析重点研究的方向。     

高拱坝泄水底孔三维有限元分析

结合工程实例建立了拱坝的整体有限元模型,基于ANSYS的子模型法对泄水底孔进行了三维有限元分析,研究了孔口的应力分布规律及悬臂对孔口应力的影响。研究表明,采用子模型法不仅大大降低了网格剖分的难度,而且减少了计算分析时间;悬臂结构对悬臂与坝体交接处孔口侧壁应力影响较大。     

高拱坝泄水底孔三维有限元分析

结合工程实例建立了拱坝的整体有限元模型，基于ANSYS子模型法对泄水底孔进行了三维有限元分析，研究了孔口的应力分布规律及悬臂对孔口应力的影响。研究表明，采用子模型法不仅大大降低了网格剖分的难度，而且减少了计算分析时间；悬臂结构对悬臂与坝体交接处孔口侧壁应力影响较大。     

某高拱坝施工期封拱蓄水高度研究

针对某高拱坝施工期提前蓄水问题,采用有限元分析方法,结合ANSYS分析软件建立三维有限元计算模型,通过等效应力法及抗滑稳定相关程序研究拱坝施工期封拱蓄水高度。结果表明,高拱坝在施工期最高蓄水位情况下封拱高度可控制在浇筑高度4/5以上,通过边浇筑边封拱的施工程序,对已浇筑坝体进行部分封拱,能改善静水荷载作用下的坝体应力,进而达到提前蓄水的要求。     

高拱坝表孔闸墩侧面拉应力影响因素分析

高拱坝泄洪能力大,泄洪表孔尺寸大,结构复杂,荷载作用下闸墩内侧面往往会出现很大的拉应力。为此,采用ANSYS有限元方法计算研究温度荷载、弧门推力、坝体上游静水压力等因素对高拱坝泄洪表孔闸墩侧面拉应力的影响,通过改变闸墩厚度及在坝体上游与闸墩外侧交接处增设局部放大体来研究其对闸墩侧面拉应力的影响。结果表明,温度荷载及弧门推力对闸墩侧面拉应力影响不大,坝体上游面静水压力引起拱坝由两岸向坝顶泄水表孔变形是引起闸墩内侧面拉应力大的主要原因;增加闸墩厚度和增设局部放大体两种方法均可有效减小闸墩内侧面的拉应力,且后者混凝土用量少,节约材料。     

高拱坝蓄水水位对横缝开度的影响研究

研究了蓄水水位对横缝开度的影响．确定坝前允许最高水位以满足灌浆需要是工程上亟待解决的问题。推导了上游水压作用下横缝宽度变化量的计算公式．并采用模拟拱坝浇筑、灌浆和蓄水过程的有限元仿真方法.研究不同蓄水水位对横缝开度的影响。结果表明．当水位达到距灌浆区底部高程以下30～40m时．水压对缝宽的压紧闭合效果开始变得显著。     

高拱坝整体安全度研究

采用三维非线性有限元，以累积自重和设计水压为基本荷载，利用超载法和部分的超载、强度降低的综合法分析了某高拱坝的失稳破坏过程，得到其整体安全系数和破坏特征。结果表明，该拱坝的整体安全系数大于3.4时，超载法坝体的破坏表现为开裂区不断扩展，直至丧失承载能力，有明显的破坏过程；综合法的破坏是突发性的，在地基强度降低至一定值时，位移突变，坝体失稳。