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。     

冬季浇筑碾压混凝土坝温控防裂研究

针对冬季浇筑的碾压混凝土坝垫层、坝踵及坝体表面开裂问题,以官地碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法仿真计算了非稳定温度场和应力场,并分析了开裂机理,提出了防裂措施.结果表明,适当的表面保温和通冷却水能有效防止裂缝的产生.为工程中确定合理的温控防裂措施提供了参考依据.     

碾压混凝土重力坝碾压层厚及层面力学性能的数值分析

针对碾压混凝土重力坝坝踵部位易开裂问题,构建了不同碾压混凝土层厚的有限元模型及不考虑层厚的素混凝土有限元模型,进而分析了碾压混凝土层面对试件整体应力分布的影响、碾压层厚度对层面应力分布的影响。结果表明,由于相邻碾压混凝土层之间存在软弱面,因而在层面出现了应力集中现象,且层面的最大拉应力随碾压层厚度的增大而增大,可为碾压混凝土重力坝设计与施工提供参考。     

严寒地区某碾压混凝土重力坝施工期表面保温措施研究

为研究严寒地区混凝土重力坝的保温措施,以东北严寒地区某碾压混凝土重力坝为例,采用FZFX3D软件计算分析了施工期不同厚度的上下游面保温板、越冬面保温被对第1年浇筑混凝土温度场、应力场的影响。结果表明,混凝土表面保温措施能有效降低混凝土表面的温度梯度、应力梯度及坝体混凝土内外温差,控制混凝土表面拉应力的增长;保温措施控制混凝土内外温差的作用不仅体现在寒冷季节,还体现在高温季节;该工程最佳保温措施为上下游面永久保温采用7cmXPS板,越冬保温采用7cm聚乙烯保温被。研究结果为类似工程的保温提供借鉴。     

基于温控仿真的热带地区常态混凝土重力坝施工期温控防裂研究

鉴于热带地区气候条件下的温控防裂研究成果较少的问题,以洪都拉斯某常态混凝土重力坝为例进行三维有限元温控仿真防裂研究,发现方案1的最高温度和最大应力均超标,方案2的最高温度和最大应力均满足要求;溢流坝段下游侧反弧段常态混凝土部位易产生大拉应力,应采取相应温控防裂措施。研究成果可为热带地区大体积常态混凝土重力坝的温控防裂提供参考。     

折线形坝轴线重力坝地震动力反应分析

以某折线形坝轴线碾压混凝土重力坝为工程背景,基于有限元软件ADINA进行重力坝全坝段三维有限元时程动力分析,研究了该重力坝的抗震性能,确定了坝体抗震的薄弱部位。结果表明,该折线布置重力坝的动力反应规律与一般重力坝基本相同,但左岸转折后的岸坡坝段横河向动力反应较大,转折处楔形坝段上游面出现较为显著的坝轴线方向拉应力,应采取一定的抗震措施确保转折处楔形坝段的抗震安全性。     

MCE地震作用下全坝段三维碾压混凝土重力坝动位移分析

碾压混凝土重力坝切割式横缝接触面存在一定初始强度,忽略该强度与坝体实际运行状态差异较大。对此,基于ABAQUS有限元分析软件,考虑各相邻坝段间的相互作用力和切割式横缝接触面初始强度,对全坝段三维光照碾压混凝土重力坝—地基—库水体系进行有限元数值模拟,分析了碾压混凝土重力坝在最大可信地震作用下的动位移响应。结果表明,忽略碾压混凝土重力坝切割式横缝接触面初始强度会降低坝体动位移响应程度,且三维数值模型相对于二维更能反映重力坝各相邻坝段间相互作用行为,对高碾压混凝土坝非线性动力响应理论研究有一定参考价值。     

寒潮对碾压混凝土重力坝的影响性分析

根据碾压混凝土重力坝设计和施工组织安排,采用三维有限元浮动网格法对遭遇寒潮冷击时坝体的温度场和应力场进行了仿真计算。如不采取任何温控措施,寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响。计算结果表明,对刚刚浇筑的混凝土表面加强保护可防止产生大量的裂缝。     

高碾压混凝土重力坝通水冷却优化设计与工程实践

在归纳总结大体积碾压混凝土温控防裂技术要点的基础上,从放宽基础温差、增加间歇式中期冷却、施工期水管冷却五参数控制、冷却结束标准确定四个方面出发,阐述了高碾压混凝土重力坝通水冷却设计的优化方法。以官地水电站为例,对水管冷却方案做了改进,并基于跟踪监测数据与数值计算结果,实时调整设计参数。结果表明,官地水电站大坝混凝土的温控效果较好,各项应力指标满足蓄水安全要求,且整个施工期至运行初期未出现危害性的裂缝,为类似工程提供了借鉴。     

掺石粉与掺粉煤灰的碾压混凝土坝温控措施对比分析

针对石粉替代或部分替代粉煤灰作为碾压混凝土的掺合料后,其热力学性能指标均发生变化的问题,以中国西部地区某在建水电工程溢流坝段碾压混凝土为例,基于温度场和应力场的三维有限元分析技术,通过控制浇筑温度、混凝土外表面保温、通水冷却等技术措施,分别对掺石粉与未掺石粉碾压混凝土施工期与运行期的温度及应力进行分析,得出了掺石粉与未掺石粉碾压混凝土温度及应力的变化特性。结果表明,掺石粉碾压混凝土对整个施工期的坝体温控防裂有利,且可有效减小温控难度。     

重力坝劈头裂缝成因分析

针对重力坝劈头裂缝已构成危害重力坝结构的安全,采用三维有限单元法对Deorshak重力坝劈头裂缝的成因进行仿真计算和探讨,得出坝体内外温差、缝面水压和材料断裂韧度的下降导致了裂缝的扩展,指出采取有效的工程措施可避免重力坝出现劈头裂缝.     

混凝土拱坝裂缝光纤监测网络的优化

在多成因相互作用下,混凝土拱坝裂缝的出现具有不可避免和随机的特点。为实现对混凝土拱坝裂缝进行全方位、有效的监测,提出了基于瑞利散射优化裂缝分布式光纤监测网络,在分析正交失效混凝土模型试验结果的基础上,得出采用多组交叉平行的组合传感光路监测拱坝裂缝的可行性,并用有限元软件对某拱坝进行应力分析,寻找可能出现裂缝的关键部位和重点部位,提出了优化拱坝裂缝光纤监测网络布设图。     

大峡水电站溢洪道边墩裂缝处理

通过对处于寒冷地区的大峡水电站溢洪道闸墩裂缝产生原因及处理,提出了同类条件下防裂和裂缝处理的措施,根据观测及大坝溢洪道弧门运行表明,对裂缝的处理措施是可行的     

基于线弹性断裂力学的裂缝稳定性分析

对线弹性断裂力学中的两种计算应力强度因子的方法：外推法和奇异单元法进行了比较研究，并以某重力拱坝下游部位的裂缝为例，用外推法分析了荷载作用下裂缝的稳定性，建立了裂缝的预报模型。     

涔天河水库扩建工程一期混凝土面板裂缝处理效果分析

以涔天河水库扩建工程一期混凝土面板为例,采用岩石破裂过程分析软件((RFPA2D)模拟单裂缝分别在温胀和温缩荷载效应下的动态扩展过程,揭示混凝土面板裂缝形成的主要原因及影响因素,并采用钻孔取芯进行检测验证。结果表明,缩性裂缝形态特征与混凝土芯样裂缝较为一致,混凝土收缩(干缩和温缩)是产生裂缝的主要原因,刮涂聚脲和化学灌浆是处理混凝土面板裂缝有效措施。     

GFRP筋增强混凝土重力坝抗震性能研究

为提高混凝土重力坝抵抗地震的能力,采取在坝颈部位布置GFRP筋的措施,利用ANSYS有限元软件进行了不同地震加速度峰值作用下的非线性动力时程分析,并比较了坝体布置和未布置GFRP筋两种情况下的坝体裂缝分布和主应力形态。结果表明,坝颈部GFRP筋加固措施对增强混凝土重力坝抗震性能有一定作用。     

石门拱坝坝踵裂缝的探讨

本文通过石门拱坝坝踵裂缝实测资料的分析,证明了坝踵存在裂缝的发展;借助基岩应力和坝基渗漏的变化过程,说明了裂缝局部存在于8~#～11~#坝体混凝土与基岩交界面,裂缝的季节性开合,使得坝基扬压力渗漏随之陡升,构成拱坝稳定的不利因素;提出了坝基未设帷幕坝段补设帷幕的可能性,加强坝踵裂缝的监测,为大坝安全运行提供必要的措施和依据.     

基于多边形比例边界有限元的重力坝地震断裂模拟

针对地震条件下重力坝中裂纹的稳定性,基于多边形比例边界有限元法(Polygon SBFEM)提出了一种重力坝地震开裂过程模拟的数值模型。该模型中SBFEM兼具边界元和有限元两种方法的优点,而多边形比例边界单元和局部网格重剖分技术的引入使得对裂纹扩展过程的模拟更加灵活、便捷。对Koyna大坝的地震断裂过程模拟结果与试验及文献的分析结果一致,说明该方法为混凝土坝地震断裂数值分析提供了新途径。