寒潮冷击作用下堆石坝混凝土面板温度应力研究

本文结合公伯峡混凝土面板堆石坝,针对施工期可能发生的最不利寒潮情况,进行了寒潮期间面板温度场和温度应力的全过程有限元仿真分析。结果表明,在寒潮冷击作用下,面板表面及中心的温度将随着寒潮的发生而持续降低,其中面板表面温度降幅最大此时面板表面和中心均出现拉应力,面板表面的最大主应力大于面板中心的最大主应力;面板表面和中心的最大主应力均发生在面板中部,即高程约为坝高一半的位置;采取保护措施可以明显削减寒潮始末的降温幅度及最大主应力增幅,保护措施越强其削减效果越好。     

面板与垫层之间接触面的温度应力计算模型研究

面板堆石坝混凝土面板的温度应力是导致面板产生裂缝的主要原因之一。面板温度应力的分析计算，应建立在合理而准确的面板与垫层之间接触面的温度场及温度应力计算模型的基础上。本文基于热传导理论及一般外荷载作用下的接触摩擦单元理论，经过系统分析，建立面板与垫层之间接触面的温度场及温度应力的有限元计算模型。算例结果表明，应用该模型可以获得较为准确合理的接触面的温度场及温度应力计算结果。     

考虑接触摩擦特性的混凝土面板温度应力仿真分析

本文考虑面板与垫层之间的接触摩擦特性,应用笔者此前建立的温度场与温度应力的接触摩擦单元计算模型,进行了混凝土面板温度场与温度应力的仿真分析,获得了施工期及运行期面板温度场与温度应力的变化及分布规律。通过与面板温度实测结果的对比,证明所获得的面板温度的变化规律是基本符合实际的,也进一步证明上述接触摩擦单元计算模型是合理的。     

考虑温度变化和长期变形的面板堆石坝模拟

面板裂缝是影响混凝土面板堆石坝安全和性能的关键因素之一。本文基于ABAQUS软件,开展了堆石体长期变形与混凝土水化热、时空不均匀分布温度场边界施加等二次开发,以老挝某混凝土面板堆石坝为研究对象,研究了堆石体长期变形、混凝土水化热、环境温度变化的联合作用机制。分析了堆石体长期变形量值、面板浇筑时间过程、环境温度数值和分布模式等对面板应力变形的影响,揭示了混凝土浇筑后早期水化热温升和环境温度影响导致面板表面较大顺坡向拉应力是面板大量早期水平裂缝的主要原因;同时也发现,即使对于浇筑后较长时间,考虑温度变化情况下计算出的面板拉应力也高于不考虑温度变化情况。计算分析可为面板浇筑时机选择,面板温度裂缝、变形裂缝分类防控等提供技术依据。     

碾压混凝土坝温度场有限元仿真分析

采用“浮动网格法”对某碾压混凝土坝进行了温度仿真计算分析,得出如下结论：（1）碾压混凝土坝坝体内最高温度场受外界气温影响较大,随着外界气温的升降而升降.（2）碾压混凝土坝前期温度梯度高,降温速度快,后期降温慢,最终降至稳定温度场需要几十年时间.     

混凝土结构温度应力的控制研究

在大体积混凝土工程施工中,由水泥水化热引起混凝土浇筑体内外温差和温度应力的剧烈变化,产生裂缝。因此,控制混凝土浇筑体因水泥水化热引起的温升、混凝土浇筑体的内外温差及降温速度,防止混凝土出现有害裂缝是施工技术的关键问题。结合工程实例,从混凝土材料的选择、配合比设计及混凝土的保温养护措施考虑,并用有限元程序分析了浇筑混凝土后产生最高温度和最大应力的时间,由分析结果提出具体措施指导施工,为大体积混凝土施工提供了理论依据。     

贯流式机组水电站厂房底板施工期温度场仿真分析

对于水电站厂房这样结构复杂的大型水工结构，提出了将国外著名的大型有限元计算软件与自主开发的温度场、温度应力仿真计算程序相结合的方法，解决了在仿真中实现三维空间内混凝土跳仓浇筑的困难，并对某水电站厂房底板进行了仿真计算分析。利用此方法，工程人员可以根据具体的施工方案、浇筑顺序方便地进行温度场、温度应力仿真分析，掌握温度分布情况，及时采取减小温度应力的相应温控措施。     

地下钢筋混凝土罐壁温度应力与裂缝分析

本文对岩体内挖建的钢筋混凝土油罐自浇筑至蓄水试验期间的温度场和应力作了计算。温度场的计算结果与实测值很接近。温度应力的计算考虑到混凝土变化着的弹性模量和徐变的影响，以便对罐壁裂缝的成因作出正确的分析。     

大体积混凝土温度控制指标探讨

通过对大体积混凝土温度应力分析,得出在大体积混凝土施工过程中应重点控制入模温度、温度升值、内外温差、降温速度与降温幅度等多项温度控制指标,采取合理的施工技术使大体积混凝土裂缝得以控制。     

大体积混凝土温度控制指标探讨

通过对大体积混凝土温度应力分析,得出在大体积混凝土施工过程中应重点控制入模温度、温度升值、内外温差、降温速度与降温幅度等多项温度控制指标,采取合理的施工技术使大体积混凝土裂缝得以控制.     

水工有压隧洞温度应力计算

一、水工有压隧洞温度应力B..伏尔可夫计算法 在水利水电工程设计中,经常遇到水工有压隧洞的温度应力计算。隧洞衬砌升温时产生压应力,降温时产生拉应力。混凝土是抗拉强度远低于抗压强度的材料,常难抵抗降温与荷载联合作用时产生的拉应力而开裂。因此,对隧洞进行弹性温度应力计算,便构成了设计中必不可少的重要部分。     

温度对水工沥青混凝土弯曲性能影响的试验

本文针对-30℃~ 25℃温度条件下的水工沥青混凝土开展了小梁弯曲试验,重点分析温度对水工沥青混凝土面板的各项力学性能指标的影响。试验结果表明：（1）温度对水工沥青混凝土的应力-应变特性有着密切关系。在-30℃~ 0℃温度区间,应力-应变曲线近似成线性关系,试件的应力达到峰值后发生断崖式下跌,呈脆性破坏;在0℃~ 25℃温度区间,试件应力达到峰值后经历一定程度的塑性变形后断裂,呈延性破坏。（2）水工沥青混凝土随着温度升高,其抗弯强度、弯曲模量逐渐降低,变形能力提高;随着温度的降低,峰值应变减小。（3）研究提出的经验公式较好反映了水工沥青混凝土在不同温度条件下弯曲性能的变化特性,与试验结果吻合较好。     

紫坪铺混凝土面板堆石坝三维应力位移分析

采用双屈服面弹塑性模型对紫坪铺混凝土面板堆石坝进行了三维有限元应力位移分析,给出了坝体位移和面板的应力、位移及其分布规律,探讨了混凝土面板的应力和变位,得到了一些有益的认识.     

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。     

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。     

夏季日最大降温负荷的估算和预测方法

随着空调等降温设备的大量使用,降温负荷对电力系统安全经济运行的影响越来越显著。以广州市的历史负荷和气温数据为基础,分析了广州市夏季降温负荷与气温之间相关性。首先,考虑到夏季基准负荷逐日的增长量,提出利用灰色系统GM(1,1)模型预测出电网夏季的日基准负荷曲线,进而准确剥离出夏季的日降温负荷曲线,并分析了日降温负荷曲线的“W”型变化特征。其次,基于日最大降温负荷与日最高温度的相关性分析,建立了日最大降温负荷与日最高温度之间关系的分段回归模型,并对日最大降温负荷进行预测。最后考虑温度累积效应的影响,对分段回归模型进行了修正,进一步提高了预测精度,从而为准确预测电网夏季日高峰负荷提供依据。     

高面板堆石坝面板应力分析及抗挤压破坏措施

多座已建高面板堆石坝在运行期或遭遇地震时面板发生了挤压破坏现象。本文采用三维静、动力有限元方法,分析了高面板堆石坝面板的坝轴向应力分布规律,研究了竖缝压缩模量对面板挤压应力的影响。分析表明：满蓄时由于水压力的作用,堆石体对面板产生指向河谷的摩擦力,因此面板的坝轴向应力以压应力为主,最大值发生在河谷中部,面板两岸坝肩局部存在较小的拉应力;地震后大坝发生整体沉陷,导致河谷中央坝顶区域面板的坝轴向压应力最大。随着坝高的增加,运行期和地震期面板的坝轴向压应力均逐渐增大。将河谷中央面板主要受压区的竖缝采用压缩模量较低的填充材料后,能有效减轻面板的坝轴向压应力。     

某碾压混凝土重力坝温度场及应力场仿真研究

温度荷载是混凝土坝应考虑的主要荷载之一,而坝体会因温度应力过大从而导致产生温度裂缝,对大坝的安全运行产生不利影响。为避免在施工和运行过程中因温度应力超过坝体混凝土的容许应力而产生温度裂缝,基于热传导理论,针对某碾压混凝土重力坝施工期和运行期的整个过程,采用三维有限元数值仿真分析方法,进行了温度场和温度应力场的计算分析。计算结果表明:提出的温控施工方案可有效降低坝体的最高温度和温度应力,并且此施工方案可满足相关规范要求和该工程的温控设计要求。同时,此研究成果亦可为类似工程提供借鉴。     

三板溪面板堆石坝面板裂缝成因分析

采用钢筋应力计、无应力计、应变计、温度计、裂缝计等监测仪器对三板溪混凝土面板堆石坝进行监测,研究三板溪混凝土面板堆石坝在施工期和运行期的应力、变形分布规律,分析混凝土面板产生结构性裂缝的可能原因。监测资料分析结果表明:导致面板水平施工缝挤压破损的直接原因是面板水平缝缝面压应力过大和结构上的缺陷;从外部运行环境看,首次蓄水水位上升过快引起大坝变形速率过大,面板偏心受压,最终导致面板水平缝挤压破损。     

超高掺量粉煤灰大体积混凝土早龄期热膨胀系数

作为大体积混凝土的超高掺量粉煤灰常态大坝混凝土（UHVFA）是发展前景看好的生态节能大体积混凝土。鉴于采用标准试验方法难以测试其早龄期的热膨胀系数，本文采用绝热模式和温度匹配模式（TMC）两种温度历程养护模式，完成参照混凝土（FA）和超高掺量粉煤灰混凝土（UHVFA）的温度–应力试验（TSTM试验），分离温度变形与自生体积变形。由两种温度历程下的不同龄期时间段的应变差和温度差，确定混凝土早龄期的热膨胀系数，并提出大体积混凝土的时变热膨胀系数模型。研究表明：两种大体积混凝土的热膨胀系数在早龄期具有时变性，在初凝时最大，随后迅速下降至最小值，后又增大并趋于稳定。在升温阶段，UHVFA混凝土的热膨胀系数均值大于FA；而在降温阶段，UHVFA的均值小于FA。但UHVFA在升温阶段的初、终凝时刻特征点的热膨胀系数值都小于FA。从总体看，随粉煤灰掺量的增加，混凝土的热膨胀系数有减小的趋势。