高拱坝全过程温度应力仿真研究

对于混凝土高拱坝，温度荷载是主要设计荷载之一，施工过程对温度荷载有着重要影响。采用有限元方法对某实际工程进行了仿真计算，得出了高拱坝全过程温度及温度应力的特点及变化规律。     

小湾拱坝温度场及温度应力全过程仿真研究

小湾拱坝作为高拱坝,其温控防裂是保证坝体正常施工和安全运行的重要措施。采用三维有限元法对小湾拱坝22号坝段施工期温度场及温度应力进行全过程仿真分析,得到了其温度场及温度应力变化的一般规律。仿真中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程,仿真结果对小湾高拱坝的温控设计有参考价值。     

大岗山拱坝温度场及温度应力全过程仿真研究

采用三维有限元法对大岗山拱坝14号坝段施工期温度场及温度应力进行全过程仿真分析,得到了拱坝温度场及温度应力变化的一般规律.仿真中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程.     

特高拱坝温度应力仿真与温度控制的几个问题探讨

特高拱坝由于底宽大、岸坡陡,故采用通仓浇筑时施工期的温度控制难度大。特高拱坝的温度场和温度应力有如下几个特点:(1)约束面长且约束强,在二期水冷时约束区会存在上下两个约束面;(2)最低温度出现在封拱灌浆水冷终了时,此时也是拉应力最大的时刻,因此二次水冷是温度控制的关键时刻;(3)陡坡坝段应力大,温控难度大。结合如上特点,以小湾、溪洛渡两座拱坝为例,通过仿真分析结果,讨论施工期温度场、应力场仿真分析的基本要求,及温度控制中需注意的几个关键问题。结论认为:(1)除强约束区很容易出现裂缝要特别注意外,非约束区同样要严格进行温度控制;(2)二期冷却前或过冬前要进行一次大范围中期冷却,以降低二期水冷的降温幅度,同时要严格控制降温速率;(3)冷却区高度要大于2个灌区高度或0.3~0.4L;(4)应以精细仿真分析的结果作为特高拱坝温度控制的依据,如有条件应进行全坝仿真,无条件时则须以3个以上坝段为对象进行仿真分析。     

构皮滩混凝土高拱坝全过程温度应力仿真分析

位于乌江干流中游的构皮滩水电站大坝为混凝土拱坝,最大坝高232.5m,厚高比为0.216,大坝拱冠底部厚50.28 m,最大拱端厚为58.43 m,混凝土工程总量为272.50万m3.全过程仿真模拟大坝混凝土施工浇筑、立模拆模、养护、环境气候变化、人工降温保温措施、施工度汛过程、横缝灌浆、水库蓄水过程以及混凝土材料热力学性质随时间变化等.采用三维有限元法计算分析了坝体各时期温度应力,分析研究了高拱坝温度应力场的特点及变化规律.     

100 m级薄碾压混凝土双曲拱坝施工期的温度应力分析

碾压混凝土拱坝采取整体碾压的施工方式,温度荷载是主要的设计荷载之一。作者通过三维有限元仿真分析,揭示了100m级薄碾压混凝土双曲拱坝施工期温度及温度应力变化特征,可供大坝温控设计参考。     

堆石混凝土拱坝温度应力仿真及温控措施研究

为了研究堆石混凝土拱坝在有无温控措施条件下施工期和运行期温度应力分布的变化规律,围绕国内某一即将开工建设的堆石混凝土拱坝工程,设计了3种不同温控措施条件的工况,运用大型有限元分析软件SAPTIS,对堆石混凝土拱坝在不同工况下施工期和运行期的应力场和温度场进行了仿真分析,结果显示:在无温控措施条件下,坝体内部最大横河向拉应力达到2. 0MPa,存在开裂风险;在简易温控措施条件下,坝体内部最高温度为37℃,最大横河向拉应力为1. 45 MPa,满足温控防裂要求。由此可见,在堆石混凝土拱坝施工过程中,采用简单的温控措施即可满足温控防裂要求。     

特高拱坝封拱后温度回升及影响研究

特高拱坝普遍存在封拱后温度回升现象。为清楚认识温度回升的原因、幅度、过程及影响,总结了特高拱坝内部封拱后温度变化情况,采用以后期水冷停水时刻作为起点的混凝土龄期,通过拟合及仿真反馈建立了大坝混凝土后期温升模型。以小湾拱坝为例,采用建立的后期温升模型进行仿真分析,结果显示:(1)后期温度回升主因是混凝土自身发热;(2)小湾拱坝后期温升明显,普遍有6~12℃,上升至最高温度约4~7年,回落至稳定温度约需40年;(3)考虑温度回升时大坝温度荷载与设计温度荷载存在差异,平均温度明显偏高,同时上下游温差减小;(4)后期温度回升使大坝存在整体向上游变形的增量,对坝体各向应力均有影响,坝趾产生拉应力增量,坝踵产生压应力增大,同时内外温差加大,在长期运行过程中可能会带来表面裂缝。     

封拱温度对砌石拱坝应力的影响研究

温度荷载是砌石拱坝应力控制性边界条件之一,其中年平均温度场和变化温度场为自然环境边界条件,较难人为控制,而封拱温度场可采取工程措施加以控制。对于不设横缝、整体上升砌筑的拱坝,各拱层封拱温度随施工期气温、建筑材料及砌体温度变化而变化,不是一个常数,合理选择封拱温度区间是控制砌石拱坝应力的有效手段。通过对砌石拱坝进行温度场和应力场仿真计算,分析了不同封拱温度场对砌石拱坝应力的影响规律,建立了安全封拱温度计算模型,并给出了相应的表达式。算例表明,采用该计算模型确定安全封拱温度区间,可有效控制坝体应力。     

拱坝运行期非线性温差应力分析

按照我国现行拱坝设计规范规定，拱坝温度荷载仅考虑运行期坝体断面平均温度和等效线性温差，不考虑非线性温差的影响．给出了拱坝运行期非线性温差应力的简化计算方法，并以小湾拱坝为例，用三维有限元法、规范规定的多拱梁法以及考虑非线性温差后的多拱梁法，计算出了拱坝运行期的温度场和应力场．计算结果表明，非线性温差的影响不容忽视，并且考虑本文给出的非线性温差应力后，多拱梁法计算结果与有限元法的仿真计算结果非常一致．     

Hardfill坝仿真计算分析

Hardfill坝是一种新坝型。首先研究了Hardfill材料的弹性模量和徐变度,然后根据Hardfill坝的材料、结构和施工特点,基于有限单元法,对100 m高的Hardfill坝的施工期和运行期的温度场、应力场进行全过程仿真计算。分析结果表明:在Hardfill坝中,由基础温差产生的温度应力已经不再是控制性因素;同时,Hardfill坝依然存在由于内外温差引起的表面拉应力。提出了一种设表面缝而不设贯穿横缝的Hardfill坝分缝方案,既能保证大坝表面的抗裂安全,又能减小对坝体施工的干扰,可为工程设计提供参考。     

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。     

沙沱碾压混凝土坝施工期温度应力仿真分析

结合沙沱碾压混凝土重力坝的工程实际情况,利用ANSYS软件及其二次开发技术,对该坝的典型坝段进行仿真分析研究。结合实测资料,对该坝段进行全过程温度应力仿真计算。分析了施工期温度及温度应力随时间变化情况以及某时刻在坝体的分布情况,总结了其变化规律。结合沙沱碾压混凝土重力坝埋设温度计的实测温度,将计算结果与实测温度进行了比较,表明有限元计算结果与实际情况相符,保证了仿真分析的准确性。计算表明,沙沱碾压混凝土重力坝施工期温度应力状况总体情况良好,但应特别注意高温季节碾压混凝土的温控工作。沙沱碾压混凝土坝的温度应力仿真分析工作为确立施工期的温控措施,避免产生温度裂缝提供了参考。     

万家沟拱坝静力性态分析评价

针对万家沟拱坝坝体变形和渗漏问题,采用拱梁分载法和有限单元法建立了静力分析模型,并对坝体应力、变形性态进行了静力分析,为水库运行管理和除险加固设计提供依据。结果表明,该拱坝坝体强度不满足要求,容易导致裂缝的产生,已处于严重病险状态,应尽快进行除险加固。     

碾压混凝土拱坝施工期温度场研究

用瞬态热传导有限元分析方法,研究碾压混凝土拱坝施工期的瞬态温度场。并对沙牌碾压混凝土拱坝按给定的施工条件进行计算,得到了整个施工过程中温度场的时间和空间分布规律,为控制温度应力提供了依据。     

二滩拱坝基础变形模量变化对坝体应力影响的敏感性分析

本文针对二滩拱坝坝基地质条件,通过基础变形模量变化所引起的坝体应力的变化。研究基础变形模量变化对坝体应力影响的规律,从而为二滩拱坝坝体强度的安全评价提供依据。     

高拱坝超载的计算机仿真

高拱坝潜在安全度究竟有多高是值得认真研究的问题。随着计算机技术和数值分析方法的飞速发展，超载试验已可用计算机仿真来实现。基于此，结合小湾凡用三维非线性有限元对高拱坝的超载过程和破坏特征，进行了全过程的计算机仿真。通过对反映混凝土破特征的四参娄弹塑性断裂本构模型的研究，提出了超载的概念，并强调无论是超载试验或是超载计算分析，对于作用荷载而言，都应综合考虑各种影响拱坝受力的主要荷载因素。通过仿真分析得     

外掺MgO混凝土结构温度应力补偿的时空效应

 不同区域MgO的膨胀量对结构整体的影响和对延迟膨胀的时间加以控制是外掺MgO微膨胀混凝土技术的两个关键问题。通过有限元方法,研究外掺MgO混凝土浇筑块温度应力的时空效应,比较了不同部位、不同浇筑层MgO掺率对温度应力的影响。研究指出：掺MgO将使结构最大拉应力值变小并且出现的时间有所提前;内部掺多则会降低内部应力最大值,而外侧掺多对改善表面应力作用不大;保证上下层新老混凝土之间的MgO膨胀协调是十分重要的。所得的成果反映了外掺MgO混凝土结构的温度应力的变化趋势。