基于温度-应力试验的混凝土早龄期应变分离及热膨胀系数计算

针对采用标准试验方法难以测试早龄期混凝土热膨胀系数、难以分离温度应变与自生体积应变问题,本文利用温度-应力试验的特点,引入第一零应力时间作为有效应变测试的起测点;建立了以等效龄期作为时间尺度并考虑温度影响的混凝土自生体积应变的数学模型,实现了自生体积应变与温度应变的分离;提出分两阶段考虑早龄期混凝土的热膨胀系数,在升温阶段和降温阶段混凝土的热膨胀系数均为常数。     

挡潮闸闸墩高性能大体积混凝土温度效应与控制

为了解决某挡潮闸枢纽工程中高性能大体积混凝土结构浇筑时的温度控制问题,避免因混凝土干缩、自体积变形、外部约束和温度效应等因素引起混凝土开裂,取闸室底板和中墩进行三维有限元建模,对闸墩采取不同的温控措施,进行闸墩温度场和温度应力场的仿真分析,研究闸墩冷却水管布置方案的温控效果并提出科学合理的温度控制措施,为现场科学施工提供理论指导。仿真结果表明:通水冷却效果良好,闸墩均未出现裂缝;在混凝土浇筑初期采取降低入仓温度和通水冷却等降温措施来减小由于混凝土水化热引起的最大温升,可以有效减小混凝土温降阶段的降温幅度;控制最大温升、内外温差及温降速率是大体积混凝土闸墩温控防裂的关键。     

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。     

泄洪洞混凝土衬砌温控方案研究

为寻求衬砌混凝土的有效温控防裂措施,结合某泄洪洞混凝土衬砌实际情况,在考虑了混凝土热力学参数随龄期变化、混凝土实际浇筑过程对温度应力影响的基础上,设计不同的温控方案,利用大型有限元软件对泄洪洞衬砌混凝土温度场、温度应力场进行了三维仿真计算.结果表明:衬砌混凝土浇筑完后第2天达到最高温度,第3天表面出现较大的拉应力,混凝...     

碾压混凝土拱坝温度应力场仿真研究

拱坝是固结于基岩的空间壳体结构,体型较为复杂。针对拱坝易存在的温度裂缝问题,结合碾压混凝土拱坝的施工特点及进度计划,采用三维有限元浮动网格法进行温控仿真研究计算。计算结果表明：在高温月份控制碾压部位坝体混凝土的入仓温度,对不同区域碾压的混凝土进行初期、中期和后期冷却,最大温差和最大应力均可满足拱坝温控设计要求。计算结果为预防坝体混凝土开裂提供了重要理论依据。     

混凝土坝全过程多场耦合仿真分析

高坝的工作性态与施工及运行过程密切相关,受到自基础开挖、大坝浇筑、蓄水运行过程中的温度场、渗流场、应力场的不断变化和耦合作用影响。本文介绍了混凝土坝三场耦合作用全过程仿真分析方法,可以模拟基础开挖、大坝浇筑、混凝土水化发热、混凝土硬化、温度控制、接缝灌浆、分期蓄水、环境温度变化等8个过程,开发了温度、渗流、应力三场耦合全过程仿真分析软件SAPTIS。针对小湾、溪洛渡、锦屏等特高坝进行的研究分析表明,采用全过程多场耦合分析方法,可以很好地吻合大坝温度变化、变形过程和应力状态,解释温度回升、横缝开合、库盘下沉等现象和大坝的变形时空特性,预测大坝倒悬超标、局部开裂等风险,为大坝的高质量建设和安全运行提供技术支持。     

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。     

高拱坝大体积混凝土自生体积变形回归分析——以溪洛渡水电站为例

在大型水电工程施工过程中,对混凝土的自生体积变形要求日趋严格。准确掌握混凝土自生体积变形,对结构防裂和改善内部应力状况有重要作用。以溪洛渡水电站为例,通过对坝段中布设的无应力计观测数据进行回归分析,得出了更接近实际值的自生体积变形,充分了解了坝体混凝土温度变形的实际线膨胀系数以及自生体积变化规律,通过与室内实验结果比较,发现回归分析结果与实际较为吻合。      

江垭碾压混凝土坝无应力变形规律分析

无应力计是应力应变监测的重要配套仪器,它的监测数据不仅在应变计算时要用到,而且在进行温度应力计算和混凝土抗裂研究时需要加以考虑以及对施工期混凝土温度控制和裂缝防治也是非常重要的.通过对坝体无应力计监测资料的分析,评价了碾压混凝土坝的无应力变形和自生体积变形的变化规律,为大坝的温度应力计算和混凝土抗裂研究提供了参考.     

严寒条件下面板堆石坝长面板一次拉成裂缝成因分析

因工期及气候条件限制,部分严寒地区面板堆石坝的混凝土面板需一次拉成。通过对某面板堆石坝工程面板混凝土材料体系、环境条件、堆石体结构和垫层接触面特性、养护及越冬措施等因素对面板开裂影响的研究,结合现场实测裂缝性态,分析了严寒地区一次拉成长斜面混凝土面板施工期裂缝的成因。结果表明:混凝土胶凝材料体系绝热温升值高,温度收缩、自生收缩、干燥收缩大是面板开裂的内因;混凝土浇筑温度高、昼夜温差大、养护水温较低,越冬期混凝土温降绝对值大,是影响面板开裂的环境因素;垫层接触面对面板约束程度对混凝土面板内部的受力状态、应力水平和分布特性有显著影响;喷涂乳化沥青可有效降低面板的受约束程度,减小开裂风险。预防和减少面板混凝土裂缝的发生,应从混凝土材料体系、堆石体和垫层结构、环境因素的控制等方面予以足够重视。     

温度对氧化镁混凝土应力补偿效应影响分析

氧化镁混凝土自生体积变形与温度和历时有关.采用APDL语言编制考虑氧化镁混凝土自身体积变形的温度应力场仿真计算程序,通过对比分析探讨温度对氧化镁混凝土温度应力补偿效应的影响.计算结果可为实际工程仿真计算提供一定的参考依据.     

新老混凝土缝面应力仿真及早龄期原型试验验证

关于新老混凝土缝面应力的研究成果主要集中在实验室,缺乏对实际工程新老混凝土缝面早龄期力学发展规律的原型试验研究,且现有仿真计算程序虽然考虑了新老混凝土缝面的早龄期应力发展情况,但不能确定所计算得到应力的合理性。以浙江省澥浦泵站为例,设计了该工程新老混凝土缝面早龄期原型试验,获取了该工程新老混凝土缝面应变和温度历时曲线,利用已有的弹模公式计算得到缝面应力历时曲线。同时,根据实际浇筑计划,对混凝土泵站的施工期温度场和应力场进行了仿真计算,再利用原型试验数据验证仿真计算结果的正确性。计算结果表明：原型试验获取的温度和应力历时曲线与仿真计算结果比较吻合,证明现有仿真计算程序对大体积混凝土的新老混凝土缝面计算较为准确,计算得到的应力值比较符合实际现象。     

掺MgO混凝土自身变形的温度效应试验及其应用

论述不同试验温度条件下ＭｇＯ 混凝土的自生体积变形，给出了温度与自生体积变形的关系式，并介绍了温度突变时对新老混凝土体积变形的影响．试验研究表明，ＭｇＯ 混凝土自生体积变形的膨胀变形速率和膨胀量随温度的增高而增大；在气温骤降情况下，外掺ＭｇＯ 混凝土的自生体积膨胀变形是稳定的、不可逆的，也不会产生收缩现象．     

淮阴三站泵站贯流式流道混凝土温度和应力仿真分析

根据淮阴三站泵站工程的流道特点、施工过程、现场环境等实际因素,利用三维非稳定温度场和应力场有限元仿真计算程序,对泵站主体混凝土结构施工全过程的温度场和应力场进行动态仿真计算,分析了施工期泵站贯流式流道墩墙混凝土结构裂缝产生的原因,提出相应的防裂措施.     

水电站厂房下部结构混凝土温控防裂分析

水电站厂房的下部结构比较复杂,且混凝土体积较大,因此容易开裂.采用非稳定温度场及应力场的有限元计算方法,对不同季节开始施工的典型水电站厂房下部结构进行了施工和运行过程的仿真计算,根据温度场和应力场计算结果,分析了易裂部位的开裂原因,提出了合理的施工温控防裂方法,可为水电站厂房下部结构混凝土的设计和施工提供有益的参考.     

导流洞二次衬砌混凝土抗裂性提升技术研究

水电工程中混凝土裂缝控制是影响工程质量的关键技术,导流洞二次衬砌作为易开裂部位之一,亟需开展混凝土抗裂性提升技术研究。以西南某水电站工程为例,对其导流洞边墙二次衬砌混凝土进行实体结构监测,研究其温度/变形变化规律。使用高效抗裂剂提升二次衬砌混凝土抗裂性能,抗压强度、自生体积变形、模拟实际工况温度变形等试验结果表明,高效抗裂剂能够满足混凝土强度要求同时提升其体积稳定性,有利于混凝土抗裂性能提升。采用数值模拟的方法对二次衬砌混凝土进行开裂风险评估,结果表明高效抗裂剂能有效降低混凝土开裂风险,研究成果也为相关工程提供了良好的借鉴意义。     

宝应泵站肘形进水流道混凝土温度应力仿真计算

根据宝应泵站的实际施工过程和现场环境,采用三维非稳定温度场和应力场有限元仿真程序,对该泵站肘形进水流道混凝土施工全过程的温度场和应力场进行时空动态仿真分析,分析了施工期泵站肘形进水流道混凝土结构裂缝产生的原因,提出相应的防裂措施。     

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。     

全坝外掺氧化镁混凝土自生体积变形性态分析

针对常态碾压混凝土拱坝受温控措施制约而产生不均匀的收缩变形和坝面裂缝问题,基于MgO混凝土材料延迟膨胀特点,通过沙老河与三江拱坝8～10年的自生体积变形监测资料,对全坝外掺MgO混凝土的自生体积变形性态特征进行了较为深入地对比分析和比较,结果表明,外掺MgO混凝土可有效减少混凝土拱坝常见的温度变形问题,并降低工程成本,为其它类似工程设计提供有益的参考。     

水工薄壁结构混凝土中的干缩应力

简要论述了水工薄壁结构混凝土的干缩机理以及湿度场、干缩变形和干缩应力的理论与计算方法,用有限单元法计算了江苏石梁河新建泄洪闸闸墩混凝土的湿度场和干缩应力。计算结果表明,干缩应力在水工薄壁结构混凝土裂缝产生和发展中有很大的作用,是薄壁结构混凝土乃至大体积混凝土产生表面或贯穿性裂缝的重要因素。