混凝土徐变对坝体温度应力场的影响

徐变对温度应力影响很大,可使其减小一半左右。本文用有限单元法研究徐变对大体积混凝土结构温度应力的影响,对混凝土结构温度应力进行仿真计算。结果表明,徐变度越大,温度应力越小,二者近似服从二次函数关系。徐变对温度应力场的影响受水管冷却措施的影响较大,当水管冷却时间较长或水化热发热速率较快时,徐变对温度应力的影响作用明显减小。     

混凝土坝水管冷却自生温度徐变应力的数值分析

用三维有限元计算了混凝土坝水管冷却产生的自生温度徐变应力.计算模型分为3种:模型A为均质混凝土;模型B包含新老两种混凝土;模型C包含混凝土和岩石.计算结果表明,水管冷却时在孔口边缘产生相当大的拉应力,足以引起裂缝,改用小温差早冷却缓慢冷却方式后,拉应力即大幅度减小.     

水管冷却热传导计算模型能量分析

对水管冷却有限元法和水管冷却等效热传导法的相关性进行了研究,采用同一套有限元网格,仿真分析了混凝土浇筑仓的非稳定温度场和徐变应力场,对比分析了两种水管冷却计算模型计算的混凝土浇筑仓平均温度和弹性应变能及黏性应变能.水管冷却等效热传导法计算的混凝土平均温度与水管冷却有限元法计算的平均温度接近,前者是后者的等效平均,但两者的同一节点温度不一样,且差异有时还比较大.由于前者是后者温度的等效平均,所以前者和后者的弹性应变能和黏性应变能接近,但两者的同一节点的应力不一样,因此其差异有时也比较大.     

高混凝土拱坝一期水冷温度对水管周边混凝土的影响

混凝土拱坝一期水管冷却一般在刚浇筑完混凝土后采用通水冷却10-20d,目的是起到消峰控温的作用,然而在实际的工程操作中,施工方有时为了控制最高温度而大限度地降低一期冷却水温。本文以锦屏一级高拱坝为例,借助于有限元计算,建立了水管冷却的精细模型,从理论上解决了三个方面的问题,一是是否冷却水温越低对最高温度的控制就越好,二是不同冷却温度对混凝土周边温度应力的影响,三是不同管材(包括塑料管和铁管)对混凝土温度应力的影响,从而为工程实践提供了一定的依据。     

碾压混凝土坝的温度控制

碾压混凝土坝坝体不分纵缝,不埋设冷却水管,一般是在自然气温下大仓面薄层铺筑,连续施工上升。本文针对这一特点,结合铜街子溢流坝及国内部分碾压混凝土坝工程的温度控制研究与观测成果,介绍碾压混凝土坝温度控制的特点、温度应力和温度徐变应力计算方法、碾压混凝土浇筑块施工期的一些规律性成果以及温度控制标准和防裂措施等。     

大体积混凝土温度徐变应力简易算法

水泥水化热引起的温升导致大体积混凝土浇筑后会产生很高的温度应力,从而导致混凝土开裂。由于混凝土徐变产生的应力松弛降低了温度应力水平,这对防止混凝土开裂是有益的,因此,在温度应力的计算中必须考虑徐变的影响。目前在温度徐变应力的计算中采用有限元法居多,但有限元法计算效率较低。通过对原有松弛系数法计算公式进行补充并在误差允许范围内对其进行简化,提出了温度徐变应力的简易算法。对温度仿真分析结果采用简易算法进行温度徐变应力计算,通过计算结果的对比验证了计算的准确性,该方法为求解大体积混凝土温度徐变应力提供了一条便捷的途径。     

混凝土结构温度应力计算必须考虑的因素

非线性有限单元法是计算混凝土结构温度应力最为有效的方法,但其计算结果的合理性取决于计算程序能否全面合理地反映影响混凝土结构温度应力的诸因素。本文对影响混凝土结构温度应力的主要因素,即徐变与应力松弛、弹性模量、内外约束、裂缝、干缩变形进行了讨论。     

厚倒丁字型高强度混凝土墩墙施工期水管冷却温控效果研究

为了制定合理的水管冷却方案,基于ANSYS有限元仿真方法,计算了厚倒丁字型高强度混凝土结构在无水管冷却、单排水管冷却及双排水管冷却工况下的温度、应力变化规律,探讨其施工期水管冷却温控防裂效果。结果显示:采用单排或双排水管冷却方案后,高强度混凝土墩墙内外温差分别降低了42%和90%,外表面早期应力分别减小了40%和80%以上,内部后期应力分别减小了20%和75%以上。可见,双排水管的冷却效果明显优于单排水管,可有效避免混凝土墩墙开裂风险。结果表明,在厚倒丁字型高强度混凝土结构施工期,冷却水管布置应较密集,水管间距以1 m以内为佳。     

混凝土板温度场的解析计算方法

温度应力控制是大型混凝土板工程中极为重要的防裂措施,而温度场的分析计算则是温控防裂的首要工作.由于混凝土板易受外界气温、日照辐射和地基温度等边界条件影响,精确求解混凝土板温度场是很困难的.针对混凝土板温度场的计算问题,本文给出了两个温度场计算公式和一种计算水管冷却的新方法,这些公式可用来计算混凝土板的最高温度、水管冷却...     

混凝土坝后期水管冷却的规划

过去对后期水管冷却的安排比较简单,根据施工进度确定开始冷却日期及冷却水温,冷却到规定温度时停冷灌缝.现在看来后期冷却对坝体温度应力有重要影响,尽管温差相同,但不同的冷却安排产生的温度应力相差很大.本文首次系统地研究了冷却区高度、水管间距、冷却分期及水温控制对温度应力的影响,根据此研究结果,对后期冷却进行细致的分析和规划,在相同的温差和水管布置条件下,可显著减小温度应力、提高混凝土坝抗裂安全度.     

严寒地区大坝混凝土降温速率研究

针对严寒地区大坝混凝土的降温速率问题,以丰满水电站碾压混凝土重力坝为例,采用有限元法进行仿真分析计算,研究了降温速率的作用及其影响因素。研究结果表明:通水冷却、表面保护、体型及环境温度均会对降温速率造成较大的影响,继而影响混凝土温度应力的发展:增大早期降温速率可以减小后期温度应力,但存在早期开裂风险。然而,减小中后期降温速率可以充分利用徐变和强度,减小开裂风险。     

不同温度-应力场下泥岩蠕变特性及本构模型

为探讨不同温度-应力场下泥岩的蠕变力学行为特征,对泥岩开展了常温(25 ℃)、60 ℃和120 ℃下的三轴分级加载蠕变试验,得到了各温度-应力场下对应的蠕变历时曲线和蠕变参数,给出了考虑温度和损伤效应的蠕变本构模型。研究结果表明:高温促进了泥岩内部分子运动,减弱了颗粒之间的相互胶结力,使其蠕变特征明显,而围压则能在一定程度上抑制泥岩内部损伤的发展;稳态蠕变速率随偏应力和温度的升高呈指数型函数增加,随围压升高则呈线性减小;各温度场下,泥岩的长期强度和长期抗剪强度特征参数随围压的升高呈良好的线性关系,相同围压下,温度越高,长期强度越小;在经典西原模型基础上,结合温度-应力场下泥岩的温度效应和损伤效应,建立了热-力耦合作用下的蠕变损伤本构模型,能很好地模拟各温度-应力场下泥岩的蠕变特征,拟合结果表明,弹性模量和黏性系数随温度的升高呈线性减小,而α则随温度的升高呈对数型函数增加。     

基于AE统计模型的砂岩蠕变试验研究

为分析水溶液对砂岩蠕变特性的影响,利用RLJW-2000岩石流变伺服仪对3种含水率下的砂岩进行了单轴长期力学行为研究,并利用PAC声发射(AE)监测仪对砂岩试验全过程进行声信号采集。试验结果表明:砂岩在长期荷载下,表现出应变硬化特征,有明显的蠕变稳态阶段,伴随加载的进行,蠕变速率随之增大;随着含水率的增加,相同应力等级下的蠕变速率随之增大。振铃计数率与蠕变速率具有相同的变化趋势,且累计振铃计数-时间曲线与应变-时间曲线两者走势基本相同。在假设试验材料服从Weibull统计分布的前提下,通过AE事件数表示岩石的损伤程度,推导出了基于AE事件点的损伤演化方程,相同应力水平下,高含水率砂岩内部损伤发展较低含水率快。比较蠕变曲线和损伤变量曲线的加速临界时间点,发现基于损伤变量得到的临界时间点相对蠕变加速时间点较为提前,说明利用声发射来预测蠕变破坏时间更为准确,这对于实际工程中的灾害防治工作有着重要作用。     

混凝土面板温度收缩应力及相关参数分析

面板结构受到三咱类型力的作用，即由温度、湿度变化引起的收缩应力；由面板材料基体受到的物理化学作用引起的膨胀应力和由外荷载作用产生的应力。其中，温度变形引起的裂缝占总体的80%以上。研究发现，综合温差、徐变变形、基础约束及混凝土面板线膨胀系数都对面板温度收缩应力有显著影响，通过降低这些因素的不利影响，保证面板具有适当的抗拉强度，可以做到200m级高面板堆石坝特长面板少出现裂缝或不出现裂缝。     

碾压混凝土坝温度场与应力场全过程仿真分析

 根据碾压混凝土坝的施工特点,基于有限单元法, 对彭水水电站碾压混凝土重力坝溢流坝段的施工期和运行期（共长达2 001 d）的温度场、 应力场进行全过程仿真计算。温度场计算考虑了逐日气温变化、混凝土的水化热以及入仓温 度、库水等对坝体温度的影响;应力场计算考虑了自重、静水压力、温度荷载、混凝土徐变 、随龄期而变化的混凝土弹性模量等因素,对施工过程中渡汛泄洪冷却、施工入仓温度、寒 潮袭击等多种工况进行了分析,提出了合理的施工程序及温控措施。仿真结果表明,环境温 度、入仓温度对碾压混凝土坝的最高温升、温度场及应力场分布有着明显的影响。     

含水砂岩三轴蠕变力学特性试验研究

巷道顶板在水的作用下具有较强的蠕滑特性,对矿井开挖与生产造成巨大威胁。采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机开展巷道顶板砂岩三轴压缩蠕变试验,研究砂岩在不同含水条件下的蠕变力学特性。试验结果表明:①随着饱水时间的增长和应力水平的提高,瞬时应变和蠕变量都呈递增趋势;②随着含水状态的增强,初始蠕变速率和稳态蠕变速率都逐渐增大,稳态蠕变速率与应力水平呈幂函数关系;③对比分析2种不同的长期强度求取方法,天然状态、饱水1 d和饱水5 d条件下砂岩的长期强度分别为其瞬时强度的64.12%,62.08%,59.34%,砂岩在水的作用下长期强度衰减加剧。     

香炉山引水隧洞围岩的蠕变特性及模型研究

为了探究滇中引水隧洞围岩的蠕变特性,采用实时高温常规三轴试验系统开展岩石的力学性能和蠕变试验。在建立岩石蠕变本构模型的基础上,根据蠕变试验曲线的特点,提出了一种确定蠕变参数的方法,并分析了不同应力水平下蠕变参数的变化规律,构建了蠕变参数与应力的关系。最后将各蠕变参数与应力之间的表达式代入蠕变本构模型中,得到修正的蠕变本构模型。结果表明：建立的蠕变模型不仅准确反映了衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特征,而且克服了传统模型难以描述加速蠕变的缺点。同时,该方法确定的蠕变参数不仅可以反映应力对蠕变参数的影响,还可有效反映应力状态对蠕变变形规律的影响。