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。     

龙开口碾压混凝土重力坝温度与应力仿真分析

采用有限单元法对龙开口碾压混凝土坝9号泄流中孔坝段施工期和运行期的温度场、应力场进行了全过程仿真分析,应力计算考虑了坝体自重、静水压力、温度荷载、随龄期而变化的混凝土弹性模量、混凝土徐变等因素。仿真结果表明:坝体泄流孔口在施工期形成了3~4 MPa的高拉应力,但运行期后应力减小至2 MPa;坝体上部由于在夏季浇筑温度较高,温降后形成的大温差产生了较高拉应力,但10 a后应力状态改善;大坝除坝踵处出现应力集中外,整体压应力水平小于2 MPa;孔口附近及大坝整体的应力状态是基本安全的。     

碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制

系统地研究了碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制问题。碾压混凝土的抗裂能力低于常规混凝土，碾压混凝土重力坝内部降温很慢，其有利的一面是，内部降温结束时，坝体早已竣工，自重和水压力的作用可使坝体内部的拉应力显著降低；其不利的一面是，内外温差较大，冬季在坝体上下游表面会产生较大的拉应力，可能引起水平或铅直裂缝．由于通仓浇筑，上下层温差在碾压混凝土重力坝内可能引起较大的拉应力，冬季孔口内的水温或气温通常远低于实体重力坝的稳定温度，坝内孔口在坝体内部可能引起较大的拉应力．文中给出了三峡碾压混凝土重力坝的温度应力计算结果．     

某重力坝岸坡坝段上游面裂缝对工作性态影响分析

某重力坝岸坡两个坝段上游坝踵附近存在裂缝,考虑极端恶劣情况,即不考虑上游面裂缝前混凝土,采用有限元和材料力学两种方法对大坝工作性态进行分析,给出结构变形、应力和抗滑稳定安全情况.结果显示,存在裂缝时,坝体刚度减小,顺河向和横河向变形值增大,坝踵和坝趾压应力值较设计情况略有增加,未出现应力恶化现象;坝段抗滑安全系数略有减小,仍满足安全要求.整体来看,现有裂缝对结构工作性态不会产生明显影响,坝体可以安全运行.     

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。     

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。     

观音阁水库碾压混凝土坝底孔设计

观音阁水库大坝均采用碾压混凝土施工。泄水底孔坝段设2个底孔,采用通仓、薄层以及与其他坝段联合碾压连续上升的快速施工方法。针对碾压混凝土的特点,对底孔结构布置、结构分析及底孔细部设计作了初步探讨,比较后选用了长压力管道方案。其特点是在碾压混凝土坝内开设大型孔洞。计算分析认为:底孔坝段碾压混凝土结构布置,不影响底孔型体选择和泄流能力,坝体最大主压应力小于2.0MP a,坝体内部碾压混凝土强度满足应力要求。在外荷载作用下,孔口最大拉应力为1.0～2.0MP a,符合常态混凝土坝孔口分布规律。机械激振力对底孔结构不产生破坏性影响。     

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。     

丹江口大坝加高工程右岸转弯坝段横向锯缝施工

丹江口水利枢纽右岸混凝土坝转弯坝段在平面上呈凸向下游的反弧形，初期工程中横缝进行了灌浆。在气温影响下，夏季坝体被挤压向下游变形，坝基上游端部受拉，扬压力增大；冬季挤压消失、变形恢复常态。为消除转弯坝段长期因受温度周期性变化而产生的坝体稳定及应力不利的变形，大坝加高前采取了消除横缝间连接的锯缝施工方案，解决了转弯坝段反向变形问题，施工取得了良好效果。     

三峡大坝泄洪坝段布置与结构设计

三峡大坝泄洪坝段总长４８３ｍ，最大坝高１８３ｍ，为混凝土重力坝，共布置有３层６７个泄洪孔，其中表孔２２个，深孔２３个，导流底孔２２个，表孔，深孔为永久泄洪设备，枢纽最大泄洪能力达１０２５００ｍ＾３／ｓ。泄洪坝段３层大孔口，坝体布置，结构复杂，坝基采用了封闭抽水排水措施，以减小扬压力，大坝横缝高程１１０ｍ以下的进行接缝灌浆，以增强大坝整体性和改善孔口应力；深孔有压段采用钢板衬护，以改善孔口的抗磨蚀性