寒潮条件下碾压混凝土拱坝温度应力仿真研究

温度裂缝会影响混凝土坝的安全运行,而施工期遭遇寒潮是引起坝体表面裂缝的主要原因之一。为了研究寒潮对碾压混凝土拱坝温度和应力的影响以及坝体表面保温措施的保温效果,采用有限元法对有、无寒潮以及采取表面保温措施3种工况进行了仿真计算研究。结果表明:寒潮发生时,坝体内外最大温差为36.3℃,最大温度应力为2.14 MPa;采取表面保温措施后,最大温差降到25.8℃,最大温度应力减小到1.12 MPa。在坝体内部,温度和应力变幅均不大。寒潮影响的深度仅为0.8 m。可见,寒潮在坝体表层混凝土引起了较大的温降和温度应力,采取表面保温措施可以显著减小寒潮对坝体的影响。     

绿塘整体浇筑堆石混凝土拱坝施工期温度仿真研究

【目的】绿塘大坝是一座不分横缝、整体浇筑的堆石混凝土拱坝,旨在解决坝体分缝过多而带来的施工干扰大、速度慢以及堆石率低等问题。为深入探究这种新拱坝型式的温度场分布特征与应力变化规律,得到堆石混凝土坝体不分缝或少分缝的理论依据,【方法】基于实测资料开展有限元温度仿真计算,考虑上游防渗层及预制混凝土块模板、混凝土水化反应及弹性模量增长、徐变等,采用结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS模拟整体浇筑拱坝的分层拱圈浇筑全过程,并分析坝体温度场与应力分布规律。【结果】结果显示：绿塘大坝施工期的混凝土水化温升较低,约3～10℃,部分高温月份浇筑的混凝土温升后能达到38.6℃;施工期拱向拉应力普遍小于0.8 MPa,仅上游自密实混凝土防渗层的局部应力达到1.5 MPa,预制混凝土块模板起到辅助吸热和力学约束作用;横缝对拱坝上游面的应力改善较为明显。【结论】结果表明,堆石混凝土拱坝采用不分横缝、全断面整体上升浇筑的型式是可行的,但建议上游防渗层设置短缝和高温季节采取合适的温控措施,该坝型对促进快速筑坝技术发展具有重要意义。     

乌江渡大坝接缝设计中的几个问题

乌江渡大坝为拱形混凝土重力坝,坝顶高程765米,坝轴线半径为500米,最大坝高165米,最大坝宽119.5米,坝长395米。大坝混凝土采用柱状块浇筑,在平行坝轴线方向设置了纵缝,各坝段沿径向设置了横缝,所有纵缝和600～708米高程间的横缝设置了灌浆系统。为满足施工期因分期蓄水不致使坝体出现拉应力,要求第一台机组发电前,第一条纵缝、横缝必     

重力坝加高中减少结合面开裂措施的研究

由于气温年变化及新老混凝土温差的作用,混凝土重力坝加高后,新老混凝土结合面绝大部分将被拉开,使大坝整体性降低。本文提出了在新混凝土内进行横向分缝并在下游面进行永久保温的防裂工程措施,使结合面开裂面积大幅度下降,超载条件下的坝体应力显著改善。文中研究了缝端应力集中问题,结果表明,年温度变化影响较大的深度只有5m左右。当横缝深度超过6m时,缝端应力集中不显著,横缝不致于扩展。     

大体积混凝土结构表面保温措施工程实例分析

为了避免某水电站坝体在施工和蓄水运行过程中因温度应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝,结合该大坝的实际工程情况,将大型商业有限元软件ANSYS与三维有限元温控主体程序RCTS相结合,对该水电站坝体在坝轴线方向横缝之间的整个坝段施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算结果表明：坝体基础常态混凝土垫层部位在外温变化及基岩约束双重作用下,出现了较大的拉应力。混凝土表面铺设保温板后,减小了外界温度对混凝土的影响,垫层部位的最大应力有所降低。可见,混凝土表面铺设保温板是降低温度应力的有效措施。     

风冷骨料技术在葛洲坝工程中的应用

一、概况水泥水化热作用使大坝混凝土产生较大的温度应力,如工程施工中不采取适当的温度控制措施,混凝土大坝块体将会产生裂缝,影响工程质量,甚至危害大坝安全。为此,近三、四十年来,各国在大型混凝土坝施工中,为保证质量,加快浇筑速度,已逐步发展成一套有效的温度控制技术措施:如减少水泥水化热量、坝体分缝分块、降低混凝土浇筑温度、以及坝体的后期冷却和坝面保护等。     

外掺氧化镁拱坝温控仿真分析及横缝设置研究

基于现阶段条件下的混凝土热力学参数及温控措施,考虑气温、混凝土性能随龄期的变化及MgO的膨胀性等因素,采用三维有限元法对鱼粮水库拱坝的温度场进行仿真计算分析,计算结果表明,坝体混凝土在自然入仓、冬季保温的情况下,无需采取其它温控措施,通过对比不分缝方案及分缝方案,说明设置诱导缝可改善坝体应力分布情况。通过改变缝的位置更加有利于释放大坝温度应力,且各部位应力均能满足规范要求。     

考虑施工期至运行期全过程温度荷载作用的高碾压混凝土拱坝结构分缝研究

在碾压混凝土拱坝设计中,选择合理的分缝方案是改善坝体应力分布、保证大坝安全的关键技术问题。本文对万家口子碾压混凝土拱坝,根据碾压混凝土坝的实际成层浇筑过程和施工期的温度作用,通过三维有限元数值仿真计算,对设置8缝、10缝和不设缝情况下的坝体应力和位移分布规律进行分析和比较,并探讨了诱导缝的作用以及设置诱导缝的利弊。最后,确定了8缝方案为最优方案。计算结果表明,对坝体设置诱导缝可以有效的释放坝体应力。但坝体分缝条数不宜过多。     

高海拔气候环境下碾压混凝土重力坝施工期开裂风险分析

DG水电站位于高寒高海拔地区，气候环境复杂。为研究施工期碾压混凝土温控防裂问题，选取DG水电站厂房坝段为研究对象，采用三维数值仿真模拟技术进行施工期大坝温度场和温度应力计算，以及气温骤降、昼夜大温差对坝体影响的敏感性分析。研究结果表明：气温骤降、昼夜大温差在坝体表面分别产生约1.4,0.9 MPa的拉应力，易在坝体表面引起裂缝；为了减小由此引发的混凝土开裂风险，采用混凝土表面保温防护措施之后，坝体表面温度应力相应得到显著改善，拉应力分别减少至约0.3,0.4 MPa。     

高寒地区碾压混凝土坝上游面保温方案比选

高寒地区混凝土大坝的裂缝问题一直是诸多学者研究的重点。结合某严寒地区碾压混凝土坝的实测温度资料,考虑在目前坝体温度相对稳定的前提下,采用三维有限元方法对该坝进行温度应力计算和分析,以确定相关保温措施。计算结果表明:不修补已剥落的上游坝面保温板对大坝混凝土会产生不利影响,建议粘贴厚5 cm及以上的保温板,采取该措施后无论是混凝土内部最大应力还是内部应力超标深度,均将符合规范要求。     

龙滩重力坝三维仿真与劈头裂缝问题研究

龙滩重力坝通航坝段坝轴向长度达88m,下部设2条横缝,无纵缝,不进行接缝灌浆前的二期冷却,坝内温度下降极慢,因此上游面坝轴向应力很大,极易产生劈头裂缝。作者对该坝段施工过程进行了多种工况的温度场与应力场的三维仿真计算。计算结果表明,即使采取了一系列综合温控措施,无保温时,在年变化气温影响下,冬季仍会在上游表面引起2 0～2 2MPa的坝轴向拉应力,寒潮引起的拉应力在3 0MPa以上,二者叠加,可达5 0MPa以上,足以引起表面裂缝,蓄水后会扩展为较深的劈头裂缝。仿真结果表明,用4～5cm厚的苯板贴在上游表面,可将上游表面的拉应力控制在1 6MPa以内,有效地防止表面裂缝的产生,并因此而避免劈头裂缝的产生。     

分缝分块对金安桥大坝混凝土温度应力的影响分析

金安桥碾压混凝土重力坝最大坝高160 m,顺流向最大长度156 m。通过对坝体混凝土通仓浇筑和横缝间距对温度应力的影响分析,确定大坝混凝土采用通仓浇筑,同时为控制和减少温度应力引起的劈头裂缝,在坝体上游面设置短缝。     

堆石混凝土拱坝温度应力仿真及温控措施研究

为了研究堆石混凝土拱坝在有无温控措施条件下施工期和运行期温度应力分布的变化规律,围绕国内某一即将开工建设的堆石混凝土拱坝工程,设计了3种不同温控措施条件的工况,运用大型有限元分析软件SAPTIS,对堆石混凝土拱坝在不同工况下施工期和运行期的应力场和温度场进行了仿真分析,结果显示:在无温控措施条件下,坝体内部最大横河向拉应力达到2. 0MPa,存在开裂风险;在简易温控措施条件下,坝体内部最高温度为37℃,最大横河向拉应力为1. 45 MPa,满足温控防裂要求。由此可见,在堆石混凝土拱坝施工过程中,采用简单的温控措施即可满足温控防裂要求。     

棉花滩碾压混凝土重力坝设计特点

对棉花滩水电站碾压混凝土重力坝的设计特点作了介绍，内容包括坝体全断面碾压、稳定应力分析、横缝设置、防渗结构、混凝土设计、温控措施与坝体可靠度分析等     

某碾压混凝土重力坝温控方案优化研究

温度裂缝主要通过坝体温度控制、施工措施和结构优化来防止。结合实际工程典型溢流坝段,根据边值条件和坝体各分区混凝土热力学参数,通过稳定温度场、基础温差、层间温差和内外温差的计算,确定了坝体温度控制标准;以温控标准为依据,采用有限元法对表面保温、浇筑温度、水管冷却、纵缝设计、开浇时间、升程高度等因素进行了敏感性分析,优化了温控措施。分析表明,温控措施能满足混凝土连续上升浇筑的温度场和应力场的要求,为大坝混凝土施工提供科学的依据。     

重力坝横缝止水至坝面距离对防止坝面劈头裂缝的影响

在混凝土重力坝、尤其是通仓浇筑的重力坝上游面， 往往出现严重劈头裂缝。为了防止这种裂缝的出现，必需加强温度控制， 并加大横缝内止水至坝面的距离， 利用缝内水压力， 在坝体上游面产生压应力， 以减小劈头裂缝出现的可能性， 但这种影响目前尚无法定量分析。经研究给出一个计算方法， 计算结果表明， 止水至坝面距离以达到横缝间距的０２５～０４５ 倍为宜。这一计算方法和结论对于常规混凝土重力坝和碾压混凝土重力坝都是适用的。     

某重力坝温控仿真计算及上游面裂缝成因分析

某重力坝在设计施工中，采取了一系列严格的温控措施，但在施工中，上游面仍先后发现了各种类型的许多裂缝，其原因令人费解．作者收集了该坝的环境、施工、温控措施、材料等方面的详细信息，模拟该坝某坝段上游坝块的施工过程，对该坝块进行了细致的三维仿真计算，计算结果与该坝的裂缝分布吻合较好，因此，可以较好地解释该坝的裂缝原因．计算结果表明，虽然该坝的设计施工单位对温度控制相当重视，坝体分缝、施工进度、浇筑温度、水管冷却等措施基本得当，但由于对表面保温重视不够，措施不力，导致在昼夜温差、寒潮与气温年变化的综合影响下，在上游面出现大量水平与铅直裂缝．