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。     

不同季节施工对软基上船闸闸首结构的影响

软基上船闸闸首结构作为空间薄壁结构,在施工期混凝土浇筑硬化过程中产生较大热量,易受外界环境温度的影响,产生温度裂缝。因此,采用瞬变温度场和徐变应力场理论,以芒稻船闸闸首结构为例进行三维仿真分析,研究闸首结构在不同季节浇筑的温度和应力情况,分析其产生机理。结果表明,廊道在夏季和秋季浇筑时内部温度最大分别达到46.8、47.1 ℃,在夏季浇筑时拉应力最大为3.88 MPa,廊道内外边墙及阀门槽等结构突变处极易产生裂缝,应采取措施加以控制,在实际施工中应避免在夏季开始浇筑混凝土。     

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。     

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。     

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。     

基于Matlab的大体积混凝土温度场差分算法及应用

根据混凝土热传导方程,利用差分算法建立了混凝土内部与边界的差分格式,并利用Matlab的编程和可视化功能,对闸底板大体积混凝土浇筑21 d的温度场进行了仿真计算。通过与实测值对比分析表明,该算法的计算精度可满足工程需要,且可将混凝土温度场分布进行可视化输出。     

江坪河水电站有压放空洞衬砌混凝土温控研究

以江坪河水电站有压放空洞为例,利用ANSYS软件模拟1.0 m厚混凝土衬砌的夏季施工和运行过程,采用三维有限元法进行温度与温度应力的仿真计算,分析了不同浇筑温度方案的温度场和温度应力变化的一般规律,并进行了运行期不同过水水温的敏感性分析,由此推荐夏季施工的合理温控方案.仿真结果可为江坪河水电站1.0 m厚混凝土衬砌有压放空洞施工期和运行期的温控设计提供参考.     

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。     

大体积混凝土工程温度场及应力场仿真分析

以指数式混凝土水化放热模型为基础,运用分析软件MARC建立大体积混凝土三维有限元模型,采用生死单元模拟分层浇筑过程,以#4船坞底板分层浇筑工程为例,计算了7 d分层浇筑间歇时间温度场和应力场,并分析了各典型点最大绝热温升和最大主应力的分布及变化规律.     

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。     

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。     

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。     

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。     

不同季节施工对横拉门船闸门库温度应力的影响

横拉门船闸门库结构复杂且为薄壁结构,其温度应力易受施工期外界环境温度的影响,在实际施工中,横拉门船闸门库的浇筑季节不同则对应不同的边界条件。为此,利用ANSYS有限元分析软件并结合Fortran程序,对门库不同浇筑季节的温度应力进行仿真分析,并选取门库底板不同浇筑季节的温度和应力情况进行比较。结果表明,在高温季节浇筑会出现较大拉应力,有出现温度裂缝的危险,在实际施工中应尽量避免在高温季节浇筑。     

溪洛渡水电站导流洞衬砌混凝土夏季分期浇筑温控效果分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土夏季施工很容易出现温度裂缝的问题,以溪洛渡水电站导流洞工程为例,采用ANSYS有限元软件模拟分析了不同温控工况下不同浇筑方式对衬砌混凝土的温控效果,并给出合理的温控方案。结果表明,采用一次浇筑难以满足温控防裂要求,而采用分期浇筑衬砌混凝土体的温度没有明显变化,但可有效降低各代表点最大拉应力,尤其是衬砌混凝土中间点的第一主应力,使衬砌混凝土满足抗裂安全要求。推荐温控方案可满足衬砌混凝土温控防裂要求,且安全富裕不是很大,相对来说也较经济。     

大体积混凝土结构温度损伤研究

研究混凝土浇筑块在温度作用下的损伤分布,可为大体积混凝土温度损伤理论在实际工程中的应用提供参考。基于指数函数温度损伤模型,分析混凝土浇筑块结构计算周期内所有节点的损伤量,并结合数据可视化处理技术,将结构体损伤量以等值线图的形式呈现。计算结果表明,浇筑期间及浇筑完成的初期,混凝土浇筑块表面及基础约束区的温度损伤严重;结构体损伤程度与温度应力分布在时间上不同步。因此,对混凝土结构进行温度损伤分析是十分必要的。     

基于实测数据的RCC重力坝浇筑块最高温度预测

混凝土浇筑块内部温度是RCC重力坝施工期重要控制指标之一。浇筑块内部温度过高则形成较大温度梯度,从而产生较大温度应力,导致混凝土表面开裂。控制最高温度以减小温度应力是施工现场常用方法之一。依托施工期实测数据,建立MySQL温度数据库,采用Rough集理论约简条件属性得到最小规则集,并作为预测算法的输入;基于BP神经网络理论建立预测模型,实现对RCC重力坝施工期浇筑块最高温度的预测,并进行预警。模型预测结果可指导施工,做到"事前"感知,提升RCC重力坝浇筑质量。