碾压混凝土坝温度场及温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工过程中容易产生温度裂缝,降低了碾压混凝土的完整性,影响大坝安全,因此温度场、温度控制的研究具有重要意义。应用有限元分析软件的温度场仿真功能,采用三维有限元程序对温度场和温度应力进行仿真计算,并对其结果进行分析。     

碾压混凝土重力坝施工期温度场研究

根据碾压混凝土重力坝的施工特点，提出用国际通用大型有限元软件Ansys进行大坝施工期温度场仿真，并介绍了实现过程。典型碾压混凝土重力坝的施工期温度场仿真计算结果表明，浇筑温度及外界气温对坝体温度均有显著影响，碾压混凝土自然降温速度缓慢。     

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。     

基于BP神经网络的碾压混凝土坝温度场反分析

针对试验所得碾压混凝土热学参数的随机性以及温度场的复杂性,提出基于BP人工神经网络的反分析方法。建立神经网络模型,利用有限元正分析得到的样本去训练网络,然后利用实际所测温度对热学参数进行反分析,根据反分析后的热学参数利用有限元进行温度场正分析,分析比较预测参数与试验参数所得非稳定温度场。通过工程实例,结果表明,该方法用于获取碾压混凝土坝热学参数是可行的。     

碾压混凝土坝温度场有限元仿真分析

采用“浮动网格法”对某碾压混凝土坝进行了温度仿真计算分析,得出如下结论:(1)碾压混凝土坝坝体内最高温度场受外界气温影响较大,随着外界气温的升降而升降。(2)碾压混凝土坝前期温度梯度高,降温速度快,后期降温慢,最终降至稳定温度场需要几十年时间。     

掺石粉与掺粉煤灰的碾压混凝土坝温控措施对比分析

针对石粉替代或部分替代粉煤灰作为碾压混凝土的掺合料后,其热力学性能指标均发生变化的问题,以中国西部地区某在建水电工程溢流坝段碾压混凝土为例,基于温度场和应力场的三维有限元分析技术,通过控制浇筑温度、混凝土外表面保温、通水冷却等技术措施,分别对掺石粉与未掺石粉碾压混凝土施工期与运行期的温度及应力进行分析,得出了掺石粉与未掺石粉碾压混凝土温度及应力的变化特性。结果表明,掺石粉碾压混凝土对整个施工期的坝体温控防裂有利,且可有效减小温控难度。     

某拱坝基础垫层温度应力场仿真分析

针对碾压混凝土拱坝基础垫层易存在温度裂缝的问题,以某碾压混凝土拱坝基础垫层为例,采用三维有限元浮动网格法,模拟基础垫层跳仓浇筑过程,并进行温度应力场仿真分析。结果表明,控制混凝土浇筑温度14℃,采取通水温度20℃、通水时长15d等温控措施,可使最大温度应力满足应力控制标准;上部碾压混凝土浇筑时间应早于2016年10月15日。研究结果为碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土施工及确定上部碾压混凝土开浇时间提供了依据。     

基于ANSYS的大体积混凝土温度应力 计算程序开发研究

通过对ANSYS有限元计算软件进行二次开发,实现了对大体积混凝土结构施工期与运行期温度场、应力场的仿真模拟。该计算程序可考虑实际工程中的各种荷载和边界条件,具有计算效率高、通用性好的特点。利用本程序对某碾压混凝土重力坝28号非溢流坝段的施工与运行过程进行了完整的数值仿真计算,计算结果表明本程序能很好地模拟大体积混凝土结构施工期和运行期的温度场和应力场     

外掺MgO对大体积混凝土温度应力的影响分析

采用三维有限元仿真计算程序对某碾压混凝土围堰掺M gO和不掺M gO两种方案进行了计算和分析,探讨了大体积混凝土掺用M gO后的温度应力分布特点,结果表明掺M gO后对基础强约束区混凝土温度应力有明显的补偿作用,是简化温控措施和减少温度应力裂缝的有效途径。为进一步研究碾压混凝土掺用M gO筑坝技术提供了重要参考。     

通水冷却对碾压混凝土消力池温度应力的影响

针对碾压混凝土施工普遍存在的温度裂缝问题,以某水利枢纽工程碾压混凝土消力池为例,采用三维有限元浮动网格法对其全过程温度场和应力场进行仿真研究,计算过程中考虑了冷却水管间距、通水水温、通水时间、混凝土水化热温升及弹性模量等对消力池温度场和应力场的影响,对比分析了不同方案的温度及应力变化规律。结果表明,施工期对高温季节浇筑混凝土埋设冷却水管进行通水冷却,可将最高温度降低4～6℃,最大温度应力降低0.38～0.47MPa,通水冷却效果明显;在不改变通水时间和通水水温的条件下,冷却水管水平间距减小0.5m,可将基础混凝土最高温度降低0.6℃左右,最大温度应力降低0.11～0.13 MPa;在不改变通水时间和冷却水管间距的条件下,混凝土大层浇筑完毕通3d10℃的制冷水、7d14℃的制冷水和20d的河水相比单一的通30d河水,可将基础弱约束区混凝土最高温度降低1.5℃左右,最大温度应力降低0.3MPa左右。     

基于Matlab的混凝土平面温度自应力差分解法

针对传统的混凝土温度应力计算方法存在的不足,采用基于Matlab的混凝土平面温度自应力的差分解法,对大体积混凝土平面温度自应力进行仿真计算,即依据混凝土热传导方程及其边界控制条件,在构建混凝土平面温度场求解模型的基础上,考虑温度自应力的计算模型,建立温度自应力的差分计算格式,利用Matlab的编程与可视化功能,对工程实例中的大体积混凝土温度自应力进行仿真计算,并与有限元计算结果进行比较。结果表明,该算法计算结果与有限元计算结果一致,精度可满足工程需要,且可对温度场及温度自应力进行可视化的实时输出,为大体积混凝土施工与仿真计算提供了参考。     

水电站厂房结构施工期及运行期温度场仿真分析

采用大型有限元计算软件与自主开发温度场仿真程序相结合,对某水电站厂房依照实际浇筑过程进行了温度场仿真分析,解决了仿真计算中混凝土跳仓浇筑的困难,通过与以前方案比较,说明浇筑方案对厂房温度场分布有较大影响,设计时可选择施工方案来降低温度。     

严寒地区混凝土坝表面保护材料的敏感性研究

针对高寒地区建设的碾压混凝土坝因气候条件恶劣常出现混凝土裂缝问题,采用三维有限单元法对某高寒区混凝土坝体运行期温度场进行了表面保护材料的敏感性仿真分析,探讨了恶劣气候环境条件下碾压混凝土坝的温度场及应力场分布规律,给出了适合该工程的优化温控措施,可供相似工程实施温控措施借鉴.     

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。     

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。     

贯流式机组水电站厂房底板施工期温度场仿真分析

对于水电站厂房这样结构复杂的大型水工结构,提出了将国外著名的大型有限元计算软件与自主开发的温度场、温度应力仿真计算程序相结合的方法,解决了在仿真中实现三维空间内混凝土跳仓浇筑的困难,并对某水电站厂房底板进行了仿真计算分析。利用此方法,工程人员可以根据具体的施工方案、浇筑顺序方便地进行温度场、温度应力仿真分析,掌握温度分布情况,及时采取减小温度应力的相应温控措施。     

岩锚梁混凝土施工期裂缝成因分析

针对岩锚梁混凝土结构施工期开裂问题,分析了产生混凝土不利应力的主要荷载,利用ANSYS、基于实测岩壁不均匀最大位移量进行了弹性有限元计算,并分析了计算结果.通过对岩锚梁有限元温度场和应力场的仿真计算与分析,获得了混凝土内的温度分布及其经时变化是引起开裂的主要原因.     

太阳辐射对混凝土结构温度应力的影响

根据太阳辐射和气温的日变化规律,采用二维有限元方法建立了混凝土浇筑模型,仿真分析了大体积混凝土结构施工期和运行期的温度场和温度应力分布情况。结果表明,考虑太阳辐射和气温变化后,混凝土温度和应力均有明显增加,从而导致混凝土开裂的几率增大,因此在实际施工计算混凝土温度场和温度应力时应考虑太阳辐射的影响。     

基于仿真分析的混凝土坝热学参数反演方法

根据景洪电站右冲坝段施工现场温度实测资料,以温度场仿真计算为基础,建立了温度场反演计算模型,采用复合形法反演实际浇筑的碾压混凝土材料热学参数,提出了选择实测温度监测点的参与反演分析的依据,并分析了反演结果的合理性。研究结果验证了该方法可行有效,并可为大坝后期施工提供参考。     

基于改进蚁群算法的混凝土坝热学参数反演

鉴于混凝土坝温度场仿真演算中通过试验得到的温度参数与实际参数相差较大,且传统温度场反分析算法计算量很大,计算效率低下,引进人工蚁群算法(ACA)并将其优化,利用优化后的算法对混凝土坝热学参数进行反分析,基于反演参数,用有限元方法对其温度场进行正演算,对比所得结果与监测数据真实值的差异,发现两者拟合程度较高,说明改进的ACA算法在大坝混凝土热力学参数反分析中具有较好的适应性。