磷渣粉对水工混凝土性能的影响

本文研究掺磷渣粉水工混凝土的强度、弹性模量、极限拉伸、干缩、绝热温升、自身体积变形等性能。结果表明：单掺磷渣粉后,水工混凝土的强度不会降低,极限拉伸值变大,绝热温升增大,干缩变形增大;与粉煤灰复掺能减小混凝土的弹性模量和自身体积变形;最后,对磷渣粉的水化机理进行了研究;总体而言,掺磷渣粉能改善水工混凝土的部分性能,有利于大坝安全。     

基于有限元等效应力法的高拱坝封拱温度场研究

针对碾压混凝土高拱坝,采用有限元等效应力法计算分析不同封拱温度场的坝体等效应力,研究封拱温度场对坝体应力的影响,进而改进拱坝封拱温度场,确定合理的封拱方案。研究结果表明封拱温度场对高拱坝的等效应力影响显著,设计阶段应对封拱温度场进行专门研究,通过降低封拱时平均温度和增大封拱时坝体等效温差的方法对封拱温度场进行优选,最终达到改善坝体应力的效果。研究成果可以为碾压混凝土高拱坝封拱温度场的设计提供参考。     

大坝混凝土早龄期变温条件下拉伸徐变研究

为解决大坝混凝土早龄期拉伸徐变确定困难的问题,本文综合考虑大坝混凝土早龄期水化发展进程和约束状态,采用温度-应力试验技术,测试获得粉煤灰掺量分别为35%和80%掺量的两种大坝混凝土在两种不同温度养护模式下约束试件和自由试件的温度、变形和应力的发展曲线,由此确定两种大坝混凝土的早龄期拉徐变及其发展规律。结合温度-应力试验和绝热温升试验数据,提出变温条件下的改进开尔文模型的大坝混凝土早龄期拉徐变模型,并对模型进行验证。结果表明:粉煤灰掺量为80%的大坝混凝土早龄期拉伸徐变度较大,可减小约束应力的发展,对混凝土早龄期抗裂有利。基于水化发展进程的改进开尔文模型可较好地预测约束状态下大坝混凝土的早龄期拉伸徐变,从而用于其早龄期开裂风险评估。     

粉煤灰对水工混凝土抗裂性能的影响

混凝土中的裂缝不仅给混凝土结构的整体性造成影响,而且还会对混凝土工程的耐久性造成威胁。本论文论述了粉煤灰掺入水工混凝土中,对降低水泥胶砂脆性系数,减小混凝土的弹性模量、干缩、绝热温升、自生体积变形和增大徐变度等的作用,并提出粉煤灰掺量与混凝土弹性模量的相关关系式,说明粉煤灰的掺人对提高水工混凝土的抗裂性能是有利的。     

溪柄碾压混凝土薄拱坝的研究

溪柄碾压混凝土薄拱坝根据施工期至运行期的温度场和累计组合应力场的仿真计算进行结构设计，用混凝土多轴强度及实验韧性判别，对施工期和运行期用不同安全系数，采用低绝热温升（１２℃）混凝土，拱坝中设人工短缝以改进整体式碾压混凝土结构的应力和传力方向，６３．５ｍ高的拱坝仅用半年即完成整体碾压工作并勿需等待冷却和灌浆即可蓄水，提前发挥工程效益。     

低热硅酸盐水泥大坝混凝土施工关键技术研究

低热硅酸盐水泥(简称低热水泥)混凝土早期强度发展缓慢,其施工工艺、施工进度、温控措施及其效果等方面与中热水泥混凝土有较大差异。为了论证高拱坝采用低热水泥混凝土的可行性,2013年6月在溪洛渡拱坝30号、31号坝段开展了低热水泥大坝混凝土施工关键技术研究,结果表明,与常规的中热硅酸盐水泥(简称中热水泥)混凝土相比,低热水泥混凝土冲毛时间延后16~20 h、拆模时间延后约24 h,但因大坝混凝土浇筑备仓时间通常在7~10 d左右,采用低热水泥混凝土对拱坝施工进度无影响;在浇筑温度、水管间距、一期通水水温和通水流量基本相同的条件下,拱坝混凝土最高温度采用低热水泥可比中热水泥降低4.6℃,封拱灌浆后的温度回升也较中热水泥混凝土低1.2℃;其他条件相同时,低热水泥混凝土的最大顺河向应力比中热水泥混凝土减小19%?65%,抗裂安全系数普遍提高且均大于2.0;拱坝低热水泥混凝土坝段横缝可以张开,接缝灌浆注入量与中热水泥混凝土坝段相近。截至目前,溪洛渡拱坝采用低热水泥大坝混凝土浇筑的30号、31号坝段尚未发现任何裂缝,低热水泥大坝混凝土施工质量和温控防裂效果优良。     

超高掺量粉煤灰大坝混凝土早龄期抗裂性研究

为解决传统的大坝混凝土早龄期热裂性能评价方法的不足,综合考虑混凝土的温度历程、约束、变形和应力的发展,采用温度–应力试验技术,从整体论出发研究粉煤灰掺量分别为35%(基准)和80%(超高掺)两种非碾压型常态大坝混凝土的早龄期抗裂性能。结果表明:超高掺混凝土水化温升低,比基准混凝土的开裂温度低、开裂温降大,水化硬化过程中热膨胀系数较小,而受拉徐变度较大,早龄期抗开裂能力强。超高掺混凝土是具有发展前景的绿色高性能大坝混凝土。     

用相变材料降低大体积混凝土内部温升的研究

为了探讨预填埋相变材料(PCM)对降低混凝土内部温升的效果和影响趋势,采用半绝热测温装置研究了在不同PCM填埋量下,水泥净浆、砂浆、混凝土内部温度的变化;根据PCM在不同温度阶段的吸热特点,推导了混凝土最高绝热温升、温升降低幅度与PCM填埋量和相变性能的关系表达式.研究结果表明:PCM的填埋量越大,混凝土内部温峰降低幅度越大,温峰出现时间越迟.单位混凝土中水泥用量越高,相应填埋比例的PCM对内部温升的降低幅度越大;混凝土中水泥用量为100～400kg/m~3,PCM预填埋量为水泥重量的10%时.混凝土绝热温升降低0.87～6.17℃,降低幅度为5.0%～8.9%.     

外掺MgO混凝土不分横缝快速筑拱坝仿真分析

外掺MgO混凝土不分横缝快速筑拱坝是一项新的筑坝技术，广东省阳春市长沙拱坝是国内、外全面采用该项技术建成的第一座拱坝。本文采用了一种新的考虑温度历程效应的MgO微膨胀混凝土仿真分析模型，根据实际观测资料对长沙坝进行了有限元仿真分析，并对坝体运行过程中出现的裂缝成因进行了初步研究，同时研究了掺入MgO以后混凝土自生体积膨胀对拱坝应力状态的改善效果。仿真结果表明，外掺MgO混凝土可以补偿坝体温度拉应力，对这一类中小型拱坝不分横缝，简化温控措施，通仓连续快速浇筑施工，缩短工期。     

掺粉煤灰面板混凝土导温系数试验研究

导温系数对研究面板混凝土材料温度分布及温度应力具有重要意义,为了研究掺粉煤灰面板混凝土导温系数,通过制作6组面板混凝土试件,分别控制面板混凝土试件水灰比(w/c值)为0.45、0.42、0.38,粉煤灰替代水泥掺量为0.15、0.25、0.35,试验分析在水灰比、粉煤灰掺量影响下面板混凝土导温系数的变化规律。结果表明,面板混凝土的导温系数随w/c值及粉煤灰掺量的增大而增大,混凝土w/c值、粉煤灰掺量与导温系数的线性拟合结果良好,呈线性变化。文中所得试验结果对混凝土面板堆石坝工程设计施工具有一定的借鉴意义和参考价值。     

长沙拱坝裂缝状况及寒潮影响的数值分析

1999年4月,广东省长沙拱坝在国内外首次成功应用外掺MgO混凝土不分横缝快速筑拱坝新技术。2000年1月拱坝下游面出现细小裂缝,宽0.2～1.2mm,深度2.2～4.4m,均未贯穿坝体上游面。基于氧化镁混凝土双曲线模型的数值仿真分析表明,设计条件下氧化镁混凝土的应力补偿量符合常规拱坝结构的应力状态,下游坝面裂缝与采用新技术无必然联系,保温板显著改善了下游坝面的应力状态。原设计坝体应力状态不理想,坝体工程混凝土质量造成抗裂性能降低,尤其是寒潮冲击时无有效的保温措施等因素引起长沙拱坝的裂缝。长沙拱坝坝体灌浆后目前已正常运用12年多。寒潮影响的数值分析为新技术应用研究提供了重要的基础资料,为类似工程提供有益的参考。     

特高拱坝温控曲线合理性改进与复核

随着智能温控技术提升,特高拱坝浇筑中的"三期九阶段"温控模式也可简化,使其更好改善混凝土内部应力.结合施工监测数据,本文提出"一期三阶段"和"二期六阶段"两种更简化的温控模式.通过数值模拟,控制冷却的各阶段,以拱坝内部应力变化过程来分析各曲线优劣.结果表明:"一期三阶段"温控模式在最短时间内使混凝土从最高温度降到封拱温...     

ANSYS优化方法在拱坝封拱温度设计中的应用

ANSYS优化方法对不同的问题有着不同的计算效率。首先以弹性力学半圆环温度应力为例,研究在不同内半径下,圆环温度应力最小的优化问题。通过设置三组初始温度来比较不同优化方法的精度和收敛性,计算结果表明：零阶法+一阶法的组合优化效果最好。以此为基础结合建立拱坝封拱温度优化计算模型,选取三种方法进行求解,计算表明上述组合法可以得到拱坝最优封拱温度,在特定条件下零阶法也能满足要求。     

低热硅酸盐水泥对大坝混凝土性能的影响

研究低热、中热硅酸盐水泥对大坝混凝土的强度、极限拉伸、干缩、抗裂、绝热温升、抗冻、抗渗等性能的影响。结果表明：与中热硅酸盐水泥混凝土相比,低热硅酸盐水泥混凝土7 d强度偏低,28 d强度基本持平,90 d和180 d强度略高;28 d、90 d和180 d的极限拉伸值增加;塑性阶段的抗裂性能提高;28 d绝热温升值降低5.3℃;干缩、抗冻、抗渗性能基本相近。总体而言,低热硅酸盐水泥能改善大坝混凝土的性能,有利于大坝安全。     

施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响

本文简要介绍拉格朗日不连续变形分析（LDDA）和以黏弹性边界为吸能边界的地震输入方法。用LDDA模拟拱坝横缝、诱导缝和施工期温度裂缝,对西南地区某300米级高拱坝进行有限元网格剖分,研究对比有、无施工期温度缝情况下坝体的静动位移和应力,温度缝的张开和滑移以及缝端的应力。得出以下结论：施工期温度缝可明显增加静位移,但动位移相差不大,作为衡量裂缝扩展的缝端应力未超过混凝土的抗拉强度。     

混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法

温控防裂与横缝工作性态调控是混凝土拱坝施工期面临的两大难题,而冷却通水策略是控制拱坝混凝土安全、横缝开合的关键因素.为此,本文提出了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法,并综合应用智能化控制理念、仿真分析工具、自动控制技术构建了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制系统.分析表明,该系统有效调控了坝体应力与横缝工作性...     

MgO微膨胀混凝土拱坝裂缝的非线性模拟

沙老河拱坝利用MgO混凝土的微膨胀性 ,不分横缝 ,不做温控 ,整体浇筑而成 ,在拱坝完工的当年冬季和次年冬季 ,坝体出现了多条裂缝。本文利用水科院提出的MgO混凝土膨胀模型及开发的SAPTIS程序 ,采用实际的施工资料、材料参数及气象条件 ,对坝体的温度场、应力场及裂缝开裂过程进行了仿真计算分析 ,并对裂缝产生的原因进行了研究 ,结果表明 ,数值模拟的裂缝开裂状况与实际观测结果相吻合。