高寒地区某大坝基础容许温差温控标准研究

一般工程温控标准的制定采用规范查表法或公式估算法来确定混凝土容许温差,但对于高寒地区采用类似方法得到的最高温度偏低,尤其是夏季强太阳辐射环境中,此标准无法实现。为此,以高寒地区某在建碾压混凝土大坝为例,采用仿真计算方法,考虑实际的浇筑计划、自重、徐变、自身体积变形等因素,仿真计算得到基础约束区温控标准,并与规范查表法和公式估算法得到数据进行比较。结果表明,所提仿真计算方法的结果更加合理,且更加切合实际情况。     

大体积混凝土结构温度损伤研究

研究混凝土浇筑块在温度作用下的损伤分布,可为大体积混凝土温度损伤理论在实际工程中的应用提供参考。基于指数函数温度损伤模型,分析混凝土浇筑块结构计算周期内所有节点的损伤量,并结合数据可视化处理技术,将结构体损伤量以等值线图的形式呈现。计算结果表明,浇筑期间及浇筑完成的初期,混凝土浇筑块表面及基础约束区的温度损伤严重;结构体损伤程度与温度应力分布在时间上不同步。因此,对混凝土结构进行温度损伤分析是十分必要的。     

银盘水电站基础约束区混凝土高温浇筑温控措施与效果

大体积混凝土高温浇筑温控防裂是现代大体积混凝土结构设计、施工中十分重要的研究课题,对于保证大体积混凝土施工质量、加快施工进度等具有关键性作用。银盘水电站受截流时间推后及左岸边坡地质等因素制约,整个二期工程基础约束区混凝土全在高温季节施工。通过采取事前专题研究及技术咨询,过程采取原材料的优选、调整配合比、严格控制混凝土出机口温度和浇筑温度、个性化初期冷却通水等综合控制措施,成功攻克高温季节基础约束区混凝土浇筑的难关．取得了良好的效果,为高温季节水电站基础约束区大体积混凝土浇筑积累了宝贵经验。     

大坝混凝土运输及浇筑过程中温度回升研究

以溪洛渡水电站工程为例,利用数值仿真方法分析了夏季浇筑的大坝混凝土的各种运输方式与运输时间对混凝土入仓温度的影响,计算了混凝土浇筑过程温度回升情况.结果表明,本文方法可较准确地判断整个运输过程与浇筑过程中的温度回升值,为高温季节制定出机口温度顸冷方案、提出混凝土施工温控措施提供了参考.     

外掺MgO对大体积混凝土温度应力的影响分析

采用三维有限元仿真计算程序对某碾压混凝土围堰掺M gO和不掺M gO两种方案进行了计算和分析,探讨了大体积混凝土掺用M gO后的温度应力分布特点,结果表明掺M gO后对基础强约束区混凝土温度应力有明显的补偿作用,是简化温控措施和减少温度应力裂缝的有效途径。为进一步研究碾压混凝土掺用M gO筑坝技术提供了重要参考。     

江坪河水电站有压放空洞衬砌混凝土温控研究

以江坪河水电站有压放空洞为例,利用ANSYS软件模拟1.0 m厚混凝土衬砌的夏季施工和运行过程,采用三维有限元法进行温度与温度应力的仿真计算,分析了不同浇筑温度方案的温度场和温度应力变化的一般规律,并进行了运行期不同过水水温的敏感性分析,由此推荐夏季施工的合理温控方案.仿真结果可为江坪河水电站1.0 m厚混凝土衬砌有压放空洞施工期和运行期的温控设计提供参考.     

通水冷却对碾压混凝土消力池温度应力的影响

针对碾压混凝土施工普遍存在的温度裂缝问题,以某水利枢纽工程碾压混凝土消力池为例,采用三维有限元浮动网格法对其全过程温度场和应力场进行仿真研究,计算过程中考虑了冷却水管间距、通水水温、通水时间、混凝土水化热温升及弹性模量等对消力池温度场和应力场的影响,对比分析了不同方案的温度及应力变化规律。结果表明,施工期对高温季节浇筑混凝土埋设冷却水管进行通水冷却,可将最高温度降低4～6℃,最大温度应力降低0.38～0.47MPa,通水冷却效果明显;在不改变通水时间和通水水温的条件下,冷却水管水平间距减小0.5m,可将基础混凝土最高温度降低0.6℃左右,最大温度应力降低0.11～0.13 MPa;在不改变通水时间和冷却水管间距的条件下,混凝土大层浇筑完毕通3d10℃的制冷水、7d14℃的制冷水和20d的河水相比单一的通30d河水,可将基础弱约束区混凝土最高温度降低1.5℃左右,最大温度应力降低0.3MPa左右。     

某拱坝基础垫层温度应力场仿真分析

针对碾压混凝土拱坝基础垫层易存在温度裂缝的问题,以某碾压混凝土拱坝基础垫层为例,采用三维有限元浮动网格法,模拟基础垫层跳仓浇筑过程,并进行温度应力场仿真分析。结果表明,控制混凝土浇筑温度14℃,采取通水温度20℃、通水时长15d等温控措施,可使最大温度应力满足应力控制标准;上部碾压混凝土浇筑时间应早于2016年10月15日。研究结果为碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土施工及确定上部碾压混凝土开浇时间提供了依据。     

考虑水管冷却及表面保温的闸墩施工期温度应力场仿真分析

鉴于施工期的混凝土内外温差及变形约束是闸墩产生温度裂缝的主要原因,基于温度应力场和水管冷却算法等基本理论,通过与施工现场的温度监测数据的对比分析,反演混凝土热学计算参数,利用三维有限元计算软件进行闸墩施工期考虑水管冷却的温度场及应力场仿真计算。结果表明,水管冷却温控效果良好,但混凝土表面因降温幅度较大而产生早期较大的拉应力,应进一步做好表面保温措施,降低混凝土内外温差。     

不同季节施工对软基上船闸闸首结构的影响

软基上船闸闸首结构作为空间薄壁结构,在施工期混凝土浇筑硬化过程中产生较大热量,易受外界环境温度的影响,产生温度裂缝。因此,采用瞬变温度场和徐变应力场理论,以芒稻船闸闸首结构为例进行三维仿真分析,研究闸首结构在不同季节浇筑的温度和应力情况,分析其产生机理。结果表明,廊道在夏季和秋季浇筑时内部温度最大分别达到46.8、47.1 ℃,在夏季浇筑时拉应力最大为3.88 MPa,廊道内外边墙及阀门槽等结构突变处极易产生裂缝,应采取措施加以控制,在实际施工中应避免在夏季开始浇筑混凝土。     

基于ANSYS的预制混凝土T型梁裂缝成因分析

以天桥水电站坝顶公路预制T型梁为例,利用有限元软件ANSYS对施工养护过程中环境温度变化和混凝土收缩引起的开裂进行了数值仿真分析,通过对不同龄期内的有限元仿真计算,获得了不同温差及龄期下的混凝土T型梁的温度应力和裂缝分布变化特征,并确定了混凝土开裂时间范围,其结果与实际情况较为吻合。同时,还给出了此类混凝土结构裂缝时的修补加固建议。     

基于ABAQUS的陆上风机基础混凝土结构加固体的水化热数值模拟分析

风机基础混凝土结构加固体的尺寸较大,浇筑过程中温度峰值较高、升温速度快,外表层散热迅速,极易产生收缩裂缝。利用ABAQUS二次开发平台,编制了从基础到加固体浇筑的全周期水化热温度与应力的数值模拟程序,计算结果表明,加固体表层的应力超过允许应力值的程度与实际裂缝情况较符合,可为陆上风机基础混凝土结构加固体的水化热温度控制和收缩裂缝控制提供施工指导,对同类工程的优化加固设计方案和施工具有参考价值。     

大顶子山溢流坝长闸墩温度应力仿真计算分析

应用非稳定温度场和温度应力场仿真程序ANSYS对闸墩的温度应力进行了模拟分析,从材料、温度控制、施工方法和养护等方面采取措施,以降低混凝土的内外温差、防止混凝土外表面因温度变化太快而产生裂缝,具有工程实际意义。     

基于Matlab的混凝土平面温度自应力差分解法

针对传统的混凝土温度应力计算方法存在的不足,采用基于Matlab的混凝土平面温度自应力的差分解法,对大体积混凝土平面温度自应力进行仿真计算,即依据混凝土热传导方程及其边界控制条件,在构建混凝土平面温度场求解模型的基础上,考虑温度自应力的计算模型,建立温度自应力的差分计算格式,利用Matlab的编程与可视化功能,对工程实例中的大体积混凝土温度自应力进行仿真计算,并与有限元计算结果进行比较。结果表明,该算法计算结果与有限元计算结果一致,精度可满足工程需要,且可对温度场及温度自应力进行可视化的实时输出,为大体积混凝土施工与仿真计算提供了参考。     

基于光纤测温系统的温度时空分布模型及应用

针对混凝土坝温度场仿真分析的局限性及采用离散、零星的电阻式温度计实测温度重构温度场时精度较差的问题,探讨了基于分布式光纤测温方法对混凝土坝施工期温度场进行重构。从场理论出发,应用幂级数的处理方法,并结合施工期大体积混凝土热传导理论,将周期项函数、顺河向和垂直向坐标及指数函数进行组合,建立了施工期大坝温度场时空分布模型。结合西南某在建混凝土坝工程的分布式光纤测温资料,回归确定了所建温度场时空分布模型的系数。实例应用表明,基于分布式光纤测温建立的施工期大坝温度场时空分布模型的拟合精度及中短期预测效果较好,真实反映了大坝混凝土的温度状态。     

基于施工过程仿真的碾压混凝土坝温度场控制分析

为了在施工过程中对碾压混凝土坝的内部温度实时动态监控并制定相应的温度控制措施,从而减少由温度应力引起的裂缝。在进行施工过程仿真分析的基础上,建立有限元模型,再根据混凝土温升随浇筑时间的变化并结合实际情况,实时动态施加坝基初始温度、坝体浇筑温度及随时间改变的气温、水温等荷载条件和边界条件等,基于施工过程的荷载步长,利用ANSYS二次开发功能实现温度场仿真计算,建立了从大坝施工开始经混凝土冷却直至准稳定温度场状态的全过程仿真分析系统。实例应用结果表明,该系统提供了一个基于施工过程的碾压混凝土温度场仿真计算分析工具,具有灵活性和实用性。     

大型泵站施工期温度场与应力场数值仿真分析

大型泵站的底板、墩墙、流道、楼板等构件尺寸大,施工时混凝土温度应力十分复杂,易引起开裂并影响结构的安全和使用。针对南水北调东线工程某大型泵站工程,研究了施工期混凝土仿真分析计算方法,建立了三维有限元施工仿真计算模型,对泵站结构施工期的温度场与温度应力场进行了仿真计算。结果表明,泵站底板和闸墩等构件温度应力较大,易出现开裂。据此提出了相应的温控防裂建议,为工程设计与施工提供了依据。     

非线性徐变模型在泄洪洞衬砌混凝土温控仿真分析中的应用

针对地下工程衬砌混凝土温控仿真分析中徐变变形和温度应力的关系,基于有限元分析软件ANSYS,以溪洛渡泄洪洞无压段衬砌混凝土温控仿真分析为例,比较分析了线性和非线性徐变模型计算的温度应力的差异。结果表明,当温度应力与相应龄期抗拉强度的比值小于0.5时,差异很小;但当温度应力与相应龄期抗拉强度的比值大于0.5时,差异则较显著,为地下工程衬砌混凝土温控分析提供了参考。     

某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工期温控监测分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土易出现温度裂缝的问题,基于某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工过程所记录的洞内空气温度和混凝土温度,分析了洞室内空气温度变化规律,探究了空气温度、通水温度和浇筑温度对混凝土最高温度的影响,并利用有限单元法模拟混凝土温度变化过程,比较了混凝土温度计算预测值与实测值的差异。结果表明,洞内气温年变幅较大、波动明显,洞室连通状况对洞内气温影响较大,因而在地下洞室衬砌混凝土浇筑施工过程要考虑连通状况的影响;拟合得到的洞内空气温度变化曲线和混凝土浇筑温度、通水温度、空气温度对混凝土最高温度的影响关系曲线为模拟计算隧洞衬砌混凝土温度提供了参考,并为混凝土最高温度控制提供了量化指标。