大体积混凝土结构仿真应力分析快速算法及应用

用有限元法进行模拟大体积混凝土结构施工过程温度应力仿真分析时，计算规模大，计算步数多，计算工作量十分庞大。为提高计算速度，从减少自由度数和加快有限元方程组的求解速度两方面分别提出了超级元算法和改进的对称逐步超松驰预处理共轭梯度法(SSOR—PCG法)，并简单介绍了这两种快速算法及所开发的三维有限元仿真计算程序在三峡工程中的两个应用实例。     

缅甸YEYWA碾压混凝土大坝施工

缅甸YEYWA碾压混凝土大坝在高温多雨条件下,需进行高强度连续浇筑施工。结合工程实际,从模板施工、混凝土性能优化、温度控制、层间结合处理、混凝土运输及雨季施工等方面对该工程的施工过程进行了介绍。工程完工后检测：碾压混凝土大坝施工质量优良,各项指标满足规范要求。其经验可供高温多雨情况下的连续大规模碾压混凝土施工参考。     

高拱坝坝踵应力实测与弹性计算结果差异原因分析

坝踵应力是关系到混凝土坝是否开裂和安全的一个重要指标，不管是用结构力学法还是有限元法都能计算出坝踵有一定的拉应力，但实际监测中却很少出现。本文从定性和定量两个方面分析造成计算结果和实测结果差异的原因，以小湾特高拱坝为例分析影响计算精度的各项主要因素，在此基础上提出坝踵真实应力的仿真分析方法。结果显示，计算和实测应力差异原因主要在于以下三个方面：1）坝踵位置的定义不同；2）目前监测仪器和方法有局限性；3）计算过程中的不当简化，如自重和水压的施加方式、坝体温度荷载的考虑、库水温度分布以及库盆水压的影响等。改进后的仿真分析结果与监测结果吻合良好，说明该方法能够给出合理的坝踵应力变化规律和比较精确的应力范围。最后，给出了坝踵应力监测仪器和方法的改进建议。     

大体积混凝土导热系数反演分析

大体积混凝土的温度场计算一直是坝工混凝土设计和研究的重点。在分析坝体混凝土温度场时,不仅需要坝区的气温、水温资料,还需要知道坝体混凝土的热力学参数。介绍了大体积混凝土导热系数的反演分析原理和方法。结合江垭混凝土重力坝原型温度资料,利用最小二乘法原理建立数学模型,计算出该大坝大体积混凝土的导热系数。计算结果和实验室数据很接近,表明反演分析方法是可信的。利用反演分析得到的导热系数,一方面可对已建工程进行实际安全度的评价;另一方面能对在建工程的设计、施工进行优化。具有一定的科学价值和广泛的应用前景。     

碾压混凝土坝浇筑进度三维仿真

随着虚拟现实技术的发展,三维仿真作为一种全新角度的管理方法和技术手段在工程进度管理中起到越来越重要的作用。本文讨论了基于OSG图形引擎和QT应用程序开发框架的大坝浇筑仿真系统的开发方法。该系统并可根据施工的高程数据来生成相应的浇筑情况。基于上述方法设计实现了一个碾压混凝土坝浇筑过程三维仿真系统。     

混凝土坝施工过程仿真可视化系统研究

大型混凝土坝浇筑是一项复杂的系统工程,计算机仿真可为工程设计管理人员提供大量的数据信息,如何根据这些信息逼真地演示浇筑过程并提供实时查询是优化仿真系统的关键。采用近几年流行的开源图形引擎OGRE开发了一套可视化系统,创建了三维可视化与数值仿真的集成模型,使施工方案改变时可视化系统能够同步更新而不需要重新建模;采用粒子系统模拟场景特效可提高可视化系统的真实感;基于OGRE框架改进的漫游功能使虚拟场景交互更友好。工程实践表明,系统能直观呈现各建筑物部位的时空状态和逻辑关系,可为优化施工组织设计提供有力的分析工具。     

透水模板结合真空脱水工艺在船闸混凝土中的应用

针对船闸混凝土工程,以室内试验研究和现场工程应用相结合的方法,探讨透水模板结合真空脱水工艺对混凝土外观质量、表层强度、抗冲磨性能和抗渗性能的影响.结果表明,在不改变混凝土配合比的前提下,透水模板衬垫结合真空脱水工艺可有效降低混凝土表层水胶比,提高混凝土密实性,改善混凝土外观质量;同时提高混凝土抗冲磨性能和混凝土抗渗性能.     

混凝土坝强震观测资料的ARX模型分析

针对目前强震观测资料分析存在结构安全情况判估受计算模型和参数影响大的问题,通过建立强震资料时变参数自回归递推ARX模型,利用ARX模型参数反映结构系统动力特性变化的特点,提出了直接利用强震资料快速评估混凝土坝震后结构状态的方法,并采用遗忘因子提高模型效率。实例仿真结果表明,ARX模型时变参数能反映混凝土坝结构状态的变化,所提出的评价方法是有效、可行的,可作为DL/T 5416—2009《水工建筑物强震动安全监测技术规范》中方法的补充。     

再生混凝土力学性能提升技术与应用

针对大量混凝土废弃物造成生态环境日益恶化及天然骨料资源日益缺乏的问题,通过配制不同强度等级和不同再生骨料掺量的再生混凝土,并结合锡澄运河三级航道整治工程对再生混凝土力学性能及其提升技术进行试验研究。结果表明:再生骨料的掺量对C35及以下中低强度混凝土力学性能影响较小,而对C40及以上中高强度混凝土有较大影响,随再生骨料掺量的增加,再生混凝土力学性能降低;通过合理选用再生骨料级配、与天然骨料复掺、对再生骨料进行强化以及优化配合比参数等措施能提升混凝土力学性能;锡澄运河三级航道整治工程实际应用取得了很好的技术经济效益。     

环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析

环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视,对于温度场、温度应力场、湿度应力场,尤其是整体结构应力场的分析,是工程中非常关注的问题。为此,选取理想的球形大体积混凝土结构,仅考虑环境温、湿度的影响,用ANSYS软件依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场,并对模拟结果进行分析和总结。通过对应力场的数值模拟分析,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。     

低强度等级水工混凝土耐久性提高措施

由于水工混凝土自身胶凝物质含量少,强度等级较低,因此混凝土成型后表观质量普遍较差,成为影响其致密性和渗透性的关键因素。为了有效地提高混凝土的耐久性,根据南水北调东线睢宁二站泵站混凝土工程高质量成型需求,探讨了普通模板和透水模板浇筑养护条件下低强度等级水工混凝土成型性能差异。泵站底板混凝土现场工艺试验及相关耐久性试验结果显示,对于不同配比的混凝土试样,采用透水模板布后,成型致密光滑,表面无缺陷或孔洞气泡,密实度得到不同程度的改善,回弹强度显著增长,冻融、碳化及冲磨等耐久性指标也有所提高。     

简析东坞水库发电隧洞混凝土裂缝处理方法

松阳东坞水库发电隧洞衬砌混凝土由于长期受水流冲刷,出现了大量混凝土疏松、脱落和裂缝等缺陷,本文介绍用化学灌浆方法处理该发电隧洞混凝土裂缝.     

碾压混凝土坝施工三维动态可视化仿真系统研究

从系统仿真和可视化的角度，对碾压混凝土坝的施工过程进行仿真研究，开发出碾压混凝土坝施工三维动态可视化仿真系统．该系统以VC^ 为开发平台，结合数据库技术，针对碾压混凝土坝特有的混凝土分区、动态合仓等问题，提出相应的模拟假设后，实现了碾压混凝土坝施工过程的仿真计算，并通过三维建模，借助地理信息系统平台来演示大坝浇筑的三维动态上升过程．系统在某工程实例中进行了具体应用。为该工程的施工和管理提供了决策依据．     

丰满水电站大体积混凝土容许降温速率研究

现有大体积混凝土温控研究主要强调对内部最高温度以及温差的控制,而对降温阶段的起始时间以及容许降温速率的研究较少,导致严寒地区某些工程在完善的温控措施下仍然存在不同程度的开裂。以丰满水电站工程为例,采用容许降温速率评价大体积混凝土的开裂风险,利用有限元仿真分析软件对不同龄期混凝土的容许降温速率进行研究,分析降温速率对温度应力的影响作用,研究不同阶段的降温速率控制指标。研究结果表明,容许降温速率与混凝土相应龄期的抗力关系密切。针对丰满水电站大坝混凝土,建议早期降温速率在0.65℃～1.20℃,中期降温速率在0.40℃～0.60℃,后期降温速率要低于每天0.30℃,以降低开裂风险。     

仙居抽水蓄能电站蜗壳混凝土施工仿真研究

浙江仙居抽水蓄能电站装配了大功率水轮发电机组,其蜗壳的大体积混凝土施工存在温度应力大并造成开裂的风险,影响机组正常运行。为探究蜗壳温度应力,对1#机组蜗壳混凝土进行了考虑施工过程的三维实时仿真计算,对关键位置进行了应力分析,提出施工期降低早期温度应力的建议措施。     

基于稳态表面波法的水工混凝土无损检测技术应用进展

对于采用常规无损检测手段无法实施定量检测的大体积水工混凝土结构体,利用稳态表面波技术可以实现其各项特性参数的获取。本文系统介绍了稳态表面波技术的原理和检测系统,并通过检测实例介绍了稳态表面波技术及其在大体积水工混凝土质量和裂缝深度无损检测等方面的应用进展。实践证明,稳态表面波检测技术抗干扰能力强,检测精度较高。     

大体积非杆系混凝土承载板的配筋

以实际工程为背景,采用模拟施工法和叠合梁法计算大体积非杆系混凝土承载板的应力,讨论两种方法所得结果的区别及不同弹性模量随时间变化的计算公式对计算结果的影响,再按应力图形法进行承载力配筋,并采用钢筋混凝土有限元法进行裂缝验算。计算结果表明:采用模拟施工法计算时,不同弹性模量随时间变化的计算公式对最大主拉应力与关键截面的主拉应力影响不大;虽然模拟施工法得到的拉应力最大值大于叠合梁法,但两者所得应力分布规律相同,关键截面的主拉应力和承载力所需的配筋量相近;按应力图形法所配钢筋能满足裂缝宽度的要求;大体积非杆系混凝土承载板的配筋设计可采用简单的叠合梁法计算应力分布,按应力图形法配筋,除特别重要的结构外一般可不用钢筋混凝土有限元法进行裂缝宽度计算。     

A p-version embedded model for simulation of concrete temperature fields with cooling pipes

Pipe cooling is an effective method of mass concrete temperature control, but its accurate and convenient numerical simulation is still a cumbersome problem. An improved embedded model, considering the water temperature variation along the pipe, was proposed for simulating the temperature field of early-age concrete structures containing cooling pipes. The improved model was verified with an engineering example.Then, the p-version self-adaption algorithm for the improved embedded model was deduced, and the initial values and boundary conditions were examined. Comparison of some numerical samples shows that the proposed model can provide satisfying precision and a higher efficiency. The analysis efficiency can be doubled at the same precision, even for a large-scale element. The p-version algorithm can fit grids of different sizes for the temperature field simulation. The convenience of the proposed algorithm lies in the possibility of locating more pipe segments in one element without the need of so regular a shape as in the explicit model.     

物质点法在椭圆骨料混凝土损伤模拟中的应用

为研究混凝土结构的宏观力学响应及损伤行为,应用物质点法这一新型数值方法对椭圆骨料混凝土进行数值模拟研究。基于蒙特卡罗模拟方法,考虑混凝土的细观结构,提出了一种构建随机椭圆骨料混凝土细观几何模型的方法。在该几何模型的基础上,进一步提出一种快速建立混凝土细观物质点模型的方法。分别以弹塑性损伤本构模型和弹性本构模型模拟砂浆和骨料的力学行为,采用开发的物质点法程序对混凝土数值模型进行了单轴拉伸及单轴压缩数值试验。结果表明,物质点法模拟所得的结果与设计规范及有限元结果相近。可见,物质点法为混凝土结构损伤行为的数值模拟提供了一条可行的途径。     

等强条件下橡胶微粒混凝土抗压特性及弹性模量研究

掺加橡胶微粒可以明显改善混凝土的力学特性。采用橡胶微粒等体积取代细骨料的方法,通过不断调整配合比,反复试验配制出橡胶微粒体积掺量分别为0%、10%和15%的等强度(30 MPa)橡胶微粒混凝土,探讨橡胶微粒混凝土的抗压强度变化规律,以及在等强条件下不同橡胶微粒掺量对混凝土弹性模量的影响。结果表明:掺入橡胶后,混凝土的前期强度(3 d和7 d)发展较基准混凝土变缓,7 d以及14 d后强度出现较大幅度的增长,28 d后各个配比混凝土立方体抗压强度增幅不大;掺入一定量的橡胶后,混凝土的抗裂性能得到了一定程度的改善,橡胶微粒体积掺量越大,试件受压破坏后的完整性越好;掺入橡胶后,混凝土的弹性模量呈现出近乎线性的大幅下降趋势。