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。     

碾压混凝土坝施工层面等效变形参数推算

针对分层碾压的施工方法使碾压混凝土坝坝体呈层状结构且具横观各向同性特征,将碾压混凝土施工层面视为横观各向同性体,通过对施工层面的本体和层面影响带进行力学模型概化,提出了施工层面在层面水平、层面垂直及任意层面倾角下的变形参数的理论解,并以某碾压混凝土重力坝为例进行求解.研究结果表明,采用等效参数模式的有限元计算结果与施工层面模式的有限元计算结果较吻合,方法合理,计算效率高,可供类似工程计算借鉴.     

坝体及地基弹性模量分区对碾压混凝土拱坝应力应变的影响

为改善碾压混凝土拱坝的应力应变分布状态,以某碾压混凝土拱坝为基础模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟分析了5种坝体材料分区和3层地基材料分区碾压混凝土拱坝的动力响应特性及坝体应力分布。结果表明,随坝体材料弹性模量的整体提高,拉应力值由未分区的1.418 MPa减小至1.374 MPa,顺河向动位移均方根显著减小;坝体中下部地基弹性模量的选择对碾压混凝土拱坝应力分布影响较大。研究成果可为碾压混凝土坝温控防裂提供参考。     

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。     

寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温度及温度应力场时空分布规律研究

新疆北部山区地处西北寒冷干旱地区,碾压混凝土坝在温度场和温度应力场时空分布规律方面具有独特的特点。结合具有较好代表性的新疆北部山区某高碾压混凝土重力坝工程为实例,研究了寒冷干旱地区碾压混凝土重力坝温度场及温度应力场时空分布规律。坝体越冬层上下游面附近存在较大拉应力超标,因此表面保温特别是越冬层顶面及上下游棱角部位的保温是防裂的关键。     

高寒地区碾压混凝土坝的温度应力控制研究

本文以高寒地区某碾压混凝土重力坝为例,采用等效厚度法和三维有限元浮动网格法,分别计算有保温和无保温两种方案,研究表面保温对混凝土温度和温度应力控制的作用。计算结果表明,表面保温对控制混凝土表面温度效果明显。     

高寒地区碾压混凝土坝的温度应力控制研究

本文以高寒地区某碾压混凝土重力坝为例,采用等效厚度法和三维有限元浮动网格法,分别计算有保温和无保温两种方案,研究表面保温对混凝土温度和温度应力控制的作用.计算结果表明,表面保温对控制混凝土表面温度效果明显.     

高寒地区碾压混凝土坝的温度应力控制研究

本文以高寒地区某碾压混凝土重力坝为例,采用等效厚度法和三维有限元浮动网格法,分别计算有保温和无保温两种方案,研究表面保温对混凝土温度和温度应力控制的作用.计算结果表明,表面保温对控制混凝土表面温度效果明显.     

碾压混凝土坝层（缝）面渗流及其对坝体应力的影响

从碾压泥凝土坝的渗透特性出发,采用裂隙流模型分析了碾压混凝土坝（缝）面渗流问题,进而提出碾压混凝土坝层（缝）面渗流对坝体应力影响的作用机理：渗流向层（缝）壁面施加垂直于壁面的法向渗透压力及平行于壁面的切向拖 Ye 力,并采用有限元数值方法具体分析了碾压混凝土坝工程实例层（ 缝）面渗流对坝体应力的定量影响。     

碾压混凝土坝考虑异弹模效应的应力分析

将碾压混凝土坝视为具有各向异性弹性特性的均质体 ,通过在垂直于层面的竖向和平行于层面的横向采用不同弹模来考虑层面对坝体应力影响 ;同时考虑了坝基弹性的变化对坝体应力影响。由各向异性体的物理方程推导了碾压混凝土的物理方程和弹性矩阵。通过对算例的有限元分析得出了坝体材料异弹模特性和坝基弹性变化对坝体局部应力的影响规律。     

碾压混凝土拱坝诱导缝设置研究

鉴于制定合理的诱导缝分缝方案是改善碾压混凝土拱坝坝体应力、防止大坝开裂的重要措施,采用三维有限元技术,考虑施工期瞬态温度荷载作用,比较分析了桑郎碾压混凝土拱坝在不同分缝方案下的诱导缝开裂情况和坝体应力。结果表明,在靠近拱坝高拉应力区设置的诱导缝更易开裂,有效地起到释放坝体应力的作用;诱导缝的开裂对坝体不同部位的应力改善效果不同,诱导缝开裂后拱坝上下游表面高拉应力值降低明显,但远离诱导缝的坝内应力值降低较小,对碾压混凝土拱坝的诱导缝设置具有一定的参考作用。     

冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下碾压混凝土性能研究

为研究冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下碾压混凝土层面的性能,设计并开展了碾压混凝土层面性能的相关试验,通过测试碾压混凝土质量变化、相对动弹性模量、硫酸根离子侵蚀浓度变化及层面损伤层厚度,分析了碾压混凝土在冻融与Na₂SO₄溶液耦合作用下的损伤机理。试验结果表明,水胶比对碾压混凝土层面各项性能影响显著,碾压混凝土水胶比越小,其水泥水化程度越高,骨料间的浆体粘结性能也越高,相应各项层面性能的抗侵蚀抗冻耐久性越好;当冻融循环次数达到75~100次后,双因素耦合作用下的试件各层面评价指标劣化速率增快,层面损伤程度开始逐步高于单一冻融破坏。     

大型泵站底板冬季施工温度应力及保温措施研究

以南水北调东线工程睢宁二站为例,建立了泵站整体混凝土温度应力三维有限元分析模型,运用非线性有限元软件ADINA分析其混凝土底板冬季施工期温度和应力变化规律与开裂机理,研究了表面保温措施对底板混凝土温度和应力的影响。结果表明,草垫养护保温措施降低了冬季施工期泵站底板混凝土的内外温差,减小了混凝土表面拉应力,防止了表面裂缝的产生。     

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。     

水电站垫层蜗壳外围混凝土结构受力分析

以某工程为例,对垫层蜗壳进行了三维非线性有限元计算,研究了混凝土承载比计算方法,考虑有无伸缩节和止推环的影响,从机墩结构不均匀上抬位移和混凝土承载比两方面,对摩擦系数、垫层刚度系数、垫层平面包角、子午断面包角进行比较和分析。结果表明,除有无伸缩节、止推环因素外,其他参数对机墩不均匀位移和混凝土承载比均有影响,其中垫层刚度系数影响最大,平面包角其次,摩擦系数和子午断面包角仅对混凝土承载比有一定影响。     

基于ABAQUS的重力坝三维非线性静动力分析

以在建的大华桥碾压混凝土重力坝为例,采用ABAQUS软件中的混凝土损伤塑性本构模型,模拟了大坝在静力荷载与地震荷载下的工作性态,对比分析了坝体材料的线性与非线性对大坝应力位移的影响及坝体在地震作用下可能出现的损伤破坏区及其规律.验证结果表明,坝体材料采用非线性比线性更能反映实际坝体应力分布与位移规律及坝体的损伤破坏区,为混凝土重力坝的震害研究提供了参考依据.     

配筋和填筑顺序对三板溪堆石坝的影响

采用有限元数值分析方法和引入邓肯-张E-B非线性弹性模型，对三板溪堆石坝的坝体变形、施工顺序和面板配筋进行了详细分析，由于坝体次堆石区的填筑料远比主堆石区差，导致下游坝体的水平位移大于上游坝体，最大垂直沉降区域偏向于下游坝体；实际坝体填筑顺序有助于减少坝体向下游的水平位移，加速次堆石区在施工期的沉降，从而减轻坝体沉降对面板的影响；双层配筋方案能大大改善面板的应力应变状态，减少面板的结构性裂缝，同时还能减少面板表面的温度裂缝。     

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。