寒潮对导墙坝段施工期温度应力影响研究

导墙外侧边界对外界温度变化非常敏感,寒潮使周围环境温度骤降进而将导致混凝土表面和内部呈现较大温差,引起温度应力过大和出现温度裂缝等问题。针对旬阳水电站右导墙坝段,采用三维有限元法,模拟坝段施工过程,对无寒潮无保温、有寒潮无保温和有寒潮有保温3种工况进行温度场和应力场仿真计算研究。结果表明:寒潮过程对坝段表面温度影响较大,在坝段表面产生了较大拉应力,对坝段内部温度和应力几乎没有影响;寒潮发生时,采用5 cm厚的泡沫塑料板进行保温,可使坝段表面温度提高8. 0℃左右,表面最大应力小于过流面抗冲磨混凝土允许拉应力,能有效避免寒潮引起的温度裂缝。研究成果可为类似工程提供借鉴和参考依据。     

短历时暴雨袭击致早龄期混凝土温度裂缝研究

早龄期混凝土表面开裂是工程中普遍存在的问题。模拟了某拱坝17号坝段混凝土在短历时暴雨袭击下的温度变化,分析了336.5 m高程裂缝产生的主要原因,并且讨论了其在有无保温养护条件下混凝土的温度变化和温度应力情况。计算结果表明,短历时暴雨引起的气温骤降和混凝土表面放热系数增大,是该表面裂缝产生的主要原因;做好表面保温养护工作可有效防止混凝土开裂,对后期大坝安全运行具有重要意义。     

底孔坝段温度应力场仿真研究

针对坝身开孔后削弱了混凝土坝结构的整体性、孔口周围易产生应力集中并可能导致产生温度裂缝的问题,采用三维有限单元法对底孔坝段施工全过程进行温度应力场仿真研究,计算考虑了通水冷却、混凝土的水化热温升以及弹性模量等对底孔坝段温度和应力的影响,并对比分析了不同方案下坝体温度应力。结果表明:方案4(约束区Tp=18℃,非约束区Tp=22℃,通水冷却)在采取通水冷却和控制混凝土浇筑温度措施后,高程1 624.5~1 631.5 m范围内垫层常态混凝土最高温度为33.8℃,最大温度应力为1.50 MPa;高程1 626.5~1 646.5 m范围内碾压混凝土最高温度为26.8℃,最大温度应力为1.32 MPa;高程1 646.5~1 692.0 m范围内闸室以上常态混凝土最高温度为36.5℃,最大温度应力为1.45 MPa,从而坝段各区域的最高温度均小于允许最高温度,最大应力小于该工程的允许拉应力。研究成果为混凝土坝底孔坝段施工温度控制提供借鉴。     

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。     

高温季节浇筑三峡泄洪坝段混凝土问题的探讨

 对在高温季节浇筑三峡泄洪坝段基础约束区混凝土这一问题,取泄洪1号坝段典型剖面为代表 ,进行了约束区以下混凝土温度场、温度应力仿真计算。通过对计算结果的分析,从基础温差 和温度应力的角度,提出了认识和建议。     

糯扎渡水电站泄洪洞混凝土温控施工工艺

糯扎渡水电站泄洪洞前期混凝土浇筑发生贯穿性温度裂缝后,通过采用中热水泥取代硅酸盐水泥、优化混凝土配合比和“差异化”通水冷却等措施,即在混凝土升温过程中产生压应力的时段,通大流量低温水,以加快混凝土降温速度,尽可能降低混凝土温度峰值;在混凝土温度峰值过后的降温阶段,为防止通水降温与表面自然降温叠加导致降温过快,而使混凝土产生开裂,严格控制降温速率,适度提高水温和降低流量,使后期浇筑的右岸泄洪洞抗冲耐磨混凝土未产生裂缝。其具体做法可供同类工程参考。     

混凝土坝廊道真实应力影响因素分析

为了进行混凝土坝设计施工阶段廊道应力的计算,避免廊道裂缝的产生,应用SAPTIS程序对施工期廊道在不同影响因素下的应力进行计算,包括不同基础约束情况、环境气温情况、不同坝体冷却方式。结果表明,陡坡坝段的廊道应力远大于河床坝段的应力,地基弹模的改变对于陡坡廊道和河床廊道的应力影响程度基本相同;环境气温对于廊道应力有较大的影响,环境温度越高,廊道应力越小;在降温温差相同情况下,不同降温过程对二冷末廊道最大应力没有影响,仅影响局部应力发展过程,降温越早,相应的应力越大。     

新疆冲乎尔碾压混凝土重力坝底孔温控仿真分析

地处高寒地区的冲乎尔碾压混凝土重力坝运行后多个部位出现渗水,坝体存在多处裂缝。本文以底孔坝段为例进行温控仿真分析,模拟碾压混凝土坝施工过程、混凝土分区、外界气温和温控措施等,得出大坝温度和应力的变化过程及规律。计算结果表明底孔坝段存在多处温度应力超标现象。     

叶巴滩堆石混凝土二道坝温度应力仿真分析及温控措施研究

对位于高海拔地区的叶巴滩堆石混凝土二道坝工程开展全坝段温度应力仿真分析,重点研究大坝横缝分缝措施和混凝土表面保温措施对坝体温度应力的影响。结果表明：结构分缝措施可以降低坝体内部拉应力,设置1条横缝即可有效控制坝体内部高拉应力区范围,并使应力极值降低约0.8 MPa;混凝土表面保温措施可在秋冬季节显著降低大坝表层混凝土温降幅度,减小表层温度应力水平,使应力极值降低约0.6 MPa;叶巴滩二道坝设置1条横缝并采取表面保温可满足施工期温控要求。     

引江济淮工程枞阳船闸闸室混凝土施工期温控措施仿真分析

为应对船闸闸室薄壁大体积混凝土结构在施工期易出现裂缝的问题,以引江济淮工程枞阳船闸典型闸室段为例,模拟了其浇筑过程,研究了闸室混凝土结构施工期的温度和应力特性,以及不同温控措施对温度和应力的影响。研究结果表明：在浇筑早期,闸室混凝土易在表面和浇筑层间结合面出现裂缝,浇筑后期则易在混凝土内部出现裂缝;降低浇筑温度能一定程度提高闸室混凝土抗裂能力;采取表面保温措施能减弱外界气温的影响,减小内外温差,降低结构表面早期的开裂风险;采取通水冷却措施能帮助混凝土降温,减小混凝土结构的内外温差和峰值温度,提高表面早期的抗裂安全度。     

严寒干旱地区RCC重力坝的保温防裂措施

针对某严寒干旱地区RCC重力坝所在地"冷、热、风、干"的气候特点,分析了温度裂缝产生的原因,并主要从加强混凝土的表面保温着手,结合工程实际,利用有限元法进行坝体表面温度和温度应力的仿真分析。研究表明:表面保温是防止混凝土产生裂缝的有效措施之一;根据现场施工条件,采取对已浇筑的坝体表面粘贴5 cm厚XPS板并回填土进行保温的综合表面保温措施。     

通过监测资料反演严寒地区混凝土热学参数的方法

在新疆严寒地区,日气温变幅较大,寒潮频发,对混凝土采取保温措施后,进行混凝土热学参数的反演过程中,根据以往的经验公式及简化计算,计算结果与实际误差较大.通过建立混凝土温度场的数学反演模型,推求混凝土的热学参数(导温系数、等效表面放热系数),并结合工程实例给出了求解过程.     

低温季节混凝土浇筑仓表面应力应变监测 试验及反馈分析

结合西南某建设中的混凝土坝工程,通过在混凝土浇筑仓表面埋设多向应变计组及无应力计,监测低温季节混凝土表面应力应变状态。首先对无应力计实测值建立统计模型反演热膨胀系数从而分离出混凝土自生体积变形,然后根据应变计组实测应变,结合无应力计测值获得实际应力,最后建立有限元模型进行温度场、应力场反馈分析,并统计施工过程中混凝土试件劈拉强度,进行开裂风险判断。分析表明,该混凝土坝浇筑仓低温季节保温效果好,总体开裂风险较小,但需要重视揭开保温被时段以及新浇筑预冷混凝土对下层混凝土冷击产生的开裂风险。     

基于分布式光纤的混凝土表面温度梯度监测试验及反馈研究

高温季节浇筑混凝土时,受太阳辐射及昼夜温差的影响,混凝土浇筑仓表层温度日变幅较大,形成非线性温度梯度,由此引起的拉应力超过相应龄期混凝土的抗拉强度即产生表面裂缝。基于分布式光纤测温系统具有线测温和实时在线监测的优势,采用分布式光纤对混凝土浇筑仓表层温度进行实时在线监测,确定日变化环境气温和太阳辐射对表层混凝土的影响范围,并建立有限元模型进行温度场及徐变应力场反馈分析。研究表明,对于层厚3 m的浇筑块,表层50 cm区域的混凝土受日变化环境气温和太阳辐射影响较大。     

混凝土施工期表面保护仿真研究

低龄期混凝土表面开裂问题已成为工程界普遍关注的问题。这个问题反映到施工中,需要研究混凝土早期强度成长规律,以及不同龄期拆模时,混凝土表面应力发展规律。课题组通过研制的仿真分析软件FZFX3D,考虑混凝土浇筑过程,以离开基础约束区一定距离的某个浇筑块为研究对象,系统研究寒潮、气温日变幅和气温年变幅等三种温度荷载对向家坝碾压混凝土纵向围堰表面应力的影响。比较了不同龄期拆模的混凝土,其特征点的温度与应力变化过程,为施工期混凝土拆模后的表面保温材料选择,提供了参考依据。     

闸墩内部水管冷却和表面保温措施的抗裂作用研究

本文针对闸墩施工期混凝土易开裂的问题，分析了闸墩在施工期混凝土的开裂原因，说明了采取闸墩内部水管冷却和表面保温两种不同温控措施的防裂机理与效果。指出单纯表面保温措施能虽够减小闸墩早期内外温差和表面拉应力，却使得混凝土的温升和温降幅度加大，闸墩冷缩期内部拉应力显著增加。于是提出内部水管冷却和适度表面保温相结合的闸墩温控防裂新思路，并已在姜唐湖泵送混凝土退水闸工程中得到应用，严寒季节施工的所有16孔闸室泵送混凝土都没有开裂，收到了较好的防裂效果。     

严寒地区大坝混凝土降温速率研究

针对严寒地区大坝混凝土的降温速率问题,以丰满水电站碾压混凝土重力坝为例,采用有限元法进行仿真分析计算,研究了降温速率的作用及其影响因素。研究结果表明:通水冷却、表面保护、体型及环境温度均会对降温速率造成较大的影响,继而影响混凝土温度应力的发展:增大早期降温速率可以减小后期温度应力,但存在早期开裂风险。然而,减小中后期降温速率可以充分利用徐变和强度,减小开裂风险。     

碾压式沥青混凝土心墙越冬层面结合工艺研究

结合某沥青混凝土心墙工程,对其施工现场碾压试验段结合面分别采取直接涂刷冷底子油、高温热骨料加热、液化气喷枪加热三种不同的处理方法进行了研究。试验结果表明:采用高温热骨料加热的方法,沥青混凝土的层间结合面有更强的粘结能力和更好的温度提升效果。三种不同处理方法下结合面的剪应力分别达到本体的77.2%、91.7%、83.3%。方案二结合面的强度没有明显下降,结合面质量可以得到保证。因此,推荐施工现场采用高温热骨料加热的方法。     

新疆山口碾压混凝土重力坝温度应力的计算分析

为了解寒冷地区碾压混凝土坝体的温度变化和应力状态,根据热传导原理,仿照实际边界条件和影响因素,采用三维有限元法对坝体混凝土的温度分布和应力应变进行了分析,掌握了坝体温度和应力的分布特点和变化规律,为验证设计和分析混凝土坝的实际运行状况提供了可靠的依据。