三峡永久船闸输水洞衬砌施工期温度与应力监测成果分析

介绍了三峡永久船闸输水隧洞衬砌混凝土温度与温度应力现场监测和裂缝观测成果.利用实测资料计算分析了输水隧洞衬砌混凝土边墙和顶拱的温度应力.采用弹性徐变温度应力理论分析了大型隧洞衬砌混凝土的温度与温度应力变化特点,并与实测值进行了比较.根据实测结果与理论分析,提出了大型隧洞衬砌混凝土施工期的温控有效措施:降低水化热温升、加强早期养护和冬季保温.     

小浪底工程高标号隧洞衬砌混凝土温控标准分析

混凝土设计标号采用圆柱坐标差分法 ,对小浪底工程隧洞衬砌混凝土施工期的温度及温度应力进行了分析 ,利用前后时段的温差 ,计算各时段混凝土温度自生应力及混凝土和围岩在接触面径向变位相容的约束应力 ,叠加计算温度弹性应力 ,由当量松弛系数法计算温度徐变应力 .确定了不同混凝土等级、不同衬砌厚度的温控标准和衬砌分段长度 .与实测资料对比 ,计算温度与实测温度接近     

浅谈水工地下隧洞衬砌混凝土渗水裂缝处理

水工地下隧洞衬砌混凝土为满足抗冲耐磨要求,一般混凝土设计标号高、水泥用量大,加上基岩硬度大,弹模高等原因,即使采用低温混凝土上浇筑,最高温度也超过了允许标准。在隧洞衬砌混凝土浇筑形成后,结构混凝土由于受到内外温差所引起的温度应力影响,产生不均匀收缩出现裂缝,特别是在地下水位较高的隧洞会出现以垂直于水流方向的环向有一定水压渗水裂缝。在处理这类渗水裂缝过程中采用了高渗透性环氧浆材,灌浆施工工艺采用打斜孔埋管和无损贴嘴灌浆的方法,裂缝处理效果满足设计的质量要求。     

高碾压混凝土坝快速施工过程中的温度控制措施

提出了高碾压混凝土坝施工期温度时空动态控制方法,该方法的核心在于通过调整水管冷却的5个要素(冷却开始时刻、通水时间、水温、流量和水流方向)来动态控制混凝土的温度,进而达到温控防裂的要求.基于ANSYS平台开发了大体积混凝土施工期温度场、应力场三维有限元仿真程序,将温度时空动态控制方法应用于官地高碾压混凝土重力坝的施工过程中,并做跟踪监测和反演计算.实践证明,该方法易于操作,且在官地大坝的施工过程中未出现危害性的裂缝,有效解决了其温控防裂问题,给类似工程提供了借鉴和参考.     

园形压力隧洞的计算

本文在考虑围岩和衬砌变形协调的基础上,同时考虑到围岩内结构力对衬砌应力的影响,衬砌裂缝的扩展(向围岩内),以及衬砌裂缝部分和未裂缝部分的工作特点等因素,分别探讨了园形无衬砌隧洞,有混凝土衬砌的隧洞和有钢筋混凝衬砌的隧洞的计算方法,对目前设计中所沿用的园形压力隧洞的计算方法作了改进。     

节制闸中墩混凝土应力场对温度变化的敏感性分析

针对节制闸混凝土结构在施工期容易产生裂缝这一问题,将节制闸中墩混凝土作为研究对象,根据混凝土结构内温度、材料特性以及边界条件的变化,对其施工期温度应力场进行了三维仿真模拟计算,分析了施工期由内外温度差引起的混凝土结构应力变化的特征与规律。结果表明:施工期,由于混凝土结构内外温差比较大,在热胀冷缩的作用下,易出现拉应力随着温差的增大而逐渐增大,从而引起节制闸中墩混凝土结构开裂,破坏其耐久性,产生安全隐患,导致工程质量问题。因此,为确保施工期混凝土的抗裂安全性,应采取相应的温控防裂措施。     

引水隧洞衬砌混凝土裂缝的原因及处理

隧洞衬砌混凝土产生裂缝后,常拌有渗水现象,会严重破坏混凝土结构的安全.裂缝产生的原因、防治及处理的方法直接关系到隧洞的使用寿命.现以永宁河四级水电站引水隧洞为例,分析裂缝产生的原因,给出了裂缝的处理方法及预防措施,同时指出隧洞混凝土衬砌不仅要考虑岩石突出或夹角部位对裂缝产生的影响,还要考虑混凝土内部应力.     

碾盘山水利枢纽泄水闸混凝土工程温度控制分析

为了控制碾盘山水利枢纽工程泄水闸混凝土浇筑温度，满足泄水闸大体积混凝土入仓温度的要求，在泄水闸工程施工前进行混凝土温度控制规划并进行设计和计算，在施工期根据浇筑进度采用动态混凝土温度监测和实时控制的方法。通过计算，得到泄水闸混凝土最大绝热温升数值、泄水闸混凝土中心温度数值、泄水闸混凝土表面温度数值、泄水闸混凝土表层保温材料厚度值等计算成果，与监测的原材料温度监测数值、仓内混凝土温度监测数值、通水冷却监测数值、浇筑仓气温数值、保温层温度监测数值进行分析比对，其中7月极端最高气温、同一时段通水高差大、气温骤降频繁为混凝土控温难度大因素。结合实际，工程采用避开高温时段开浇温控要求严的部位、配置足量冷水站制冷容量、收仓后水平面及时覆盖等技术措施，对混凝土温控的难点进行控制，为其它大体积混凝土工程温度控制提供了一定的理论和实践依据。     

圆孔方形倒虹吸施工期温控防裂措施研究

圆孔方形倒虹吸较其它结构类型的倒虹吸有着更为优越的水力特性和受力性能,故在调水工程中具有很大的应用潜力。但该类型倒虹吸是典型的空腔薄壁大体积混凝土结构,施工期的温控防裂成为其推广应用的瓶颈。本研究基于此现实问题,以滇中引水工程下庄倒虹吸为研究对象,考虑了混凝土的水化热及早期力学性能、环境温度变化和温控防裂措施等因素,采用单元"生死"技术和"时程分析"方法,计算了下庄倒虹吸采用温控防裂措施和未采用温控防裂措施两种工况下的管体瞬态温度场,分析了这两种工况下管体温度场和温度应力场的变化规律。采用了混凝土的弹塑性本构关系和改进的Wliiiam Warnke五参数破坏面开裂准则,给出了两种工况下下庄倒虹吸管体混凝土的裂缝演化规律,证明了圆孔方形倒虹吸在不采取温控防裂措施的工况下,管体会因温度应力而开裂。同时,在计算分析的基础上,提出了下庄倒虹吸施工期的温控防裂措施,并验证了所采取防裂措施的有效性,以期为下庄倒虹吸及类似工程的应用提供施工依据。     

重力坝底板施工期温度应力仿真

运用有限单元法对施工期混凝土进行了仿真计算,分析了混凝土施工期温度场和应力场的时空变化规律,找出了基础底板裂缝容易出现的部位,为后续的温控防裂方法的研究提供了参考依据.     

薄壁混凝土结构施工期温控防裂研究

针对施工期薄壁混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为薄壁混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对某大型渡槽施工期混凝土结构在该温控防裂措施下的温度场和应力场进行仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值.     

水工隧洞施工缺陷对衬砌承载性能的影响

在水工隧洞建设中,混凝土衬砌裂缝和顶拱厚度不足是经常发生且十分典型的工程质量问题。具有这种质量缺陷的衬砌在不利工况下其结构性态如何,是广大技术人员十分关心的问题。该文在白山嘴输水隧洞实际衬砌结构缺陷现场检测的基础上,分析了缺陷模式和尺寸,提炼出缺陷特征,并采用FLAC程序进行了计算分析。计算结果表明,该缺陷对衬砌的安全稳定性有明显影响,但在进行缺陷修补加固、恢复衬砌整体力学特性以后,混凝土衬砌的性能将能够满足设计要求。     

水工隧洞在内水压力作用下按限制裂缝宽度的计算方法

目前,不少水利水电工程中对水工隧洞的设计一般都采用了限制裂缝开展宽度的计算,为国家节约了大量的资金和钢材。但是所采用的计算方法很不一致。本文对限裂设计提出一个简单的计算方法。钢筋混凝土衬砌的有压水工隧洞,在内水压力不断上升过程中,当衬砌的切向应力接近混凝土抗拉强度平均值 Ri 时,在某一最薄弱的地方即发生第一条裂缝。此时的内水压力为P_1。     

水工TBM隧洞衬砌管片的裂缝分析及处理

采用TBM开挖水工隧洞时,其围岩常采用钢筋混凝土预制管片衬砌支护．由于材料、结构及复杂的受力条件影响,混凝土裂缝甚为常见．现以某TBM隧洞工程为例,统计、分析了裂缝情况及产生原因,并据此认为化学灌浆是裂缝处理较为有效的方法,通过对隧洞管片裂缝处理,可提高隧洞整体结构的稳定性、整体性、耐久性和抗渗性．并对裂缝处理方案进行了说明,供类似工程参考．     

醴陵市官庄水库输水隧洞结构安全分析及处理

醴陵市官庄水库92号、105号和108号的输水隧洞,在长期的运行中隧洞衬砌混凝土出现了裂缝、渗漏和蜂窝麻面,目前隧洞仍处于带病工作状态,存在较大安全隐患.通过结构安全计算,分析其带病运行的原因,提出了处理意见.     

基于黏结单元力学参数随机赋值的压力隧洞衬砌水力劈裂分析

压力隧洞衬砌水力开裂的随机性威胁深埋压力隧洞的安全运行。为准确模拟内水压作用下压力隧洞衬砌的随机水力劈裂过程,将混凝土衬砌视为两相介质,借助商业软件ABAQUS与MATLAB,结合用户材料子程序二次开发,基于黏结单元力学参数的随机赋值理论,建立压力隧洞衬砌内水外渗下的随机水力劈裂模型。首先,借助ABAQUS用户材料子程序二次开发,改进传统孔压黏结单元本构关系;利用改进的孔压黏结单元模拟衬砌中的初始缺陷等弱相,采用Weibull分布描述弱相力学参数的随机性;利用实体孔压单元模拟衬砌强相,强相材料参数取混凝土力学参数均值;内水压力按体力施加,建立压力隧洞衬砌渗流–应力–劈裂耦合分析模型;利用MATLAB对模型前处理与后处理。以某大型物理模型试验为例,采用本文模型进行压力隧洞衬砌的水力劈裂全过程模拟。结果表明:压力隧洞衬砌在高内水压下,不可避免发生开裂,出现内水外渗;衬砌裂缝分布稀疏,具有一定随机性;衬砌开裂部位钢筋应力先增长后回缩,与内水压力关系密切,内水外渗改善衬砌受力状况;提出的模型较好地模拟了压力隧洞衬砌在内水压作用下的随机水力劈裂特征、裂缝分布,且钢筋应力计算结果与模型试验实测结果吻合较好,为压力隧洞衬砌水力劈裂分析提供了一种可靠的方法。     

承台大体积混凝土水化热分析及温控措施

大体积混凝土会产生大量的水化热导致结构裂缝的出现,对结构的耐久性和承载力产生不利影响,因此需要采取控制措施,减少混凝土内部的梯度温度,控制大体积混凝土结构在施工过程中裂缝的产生。论文采取混凝土内部布置管冷的措施来降低承台大体积混凝土结构在施工过程中产生的水化热,控制混凝土温度裂缝。利用Midas/Civil有限元软件的水化热计算模块进行水阳江特大桥承台大体积混凝土结构的数值模拟,通过无管冷和有管冷的对比分析,确定布置管冷的必要性。研究进水温度、水流量等参数对承台大体积混凝土结构的水化热影响,确定管冷合理的参数取值。分析浇注温度对承台施工过程中温度效应的影响,确定合适的浇筑温度。通过优化分析得到浇筑温度为15℃、进水温度10℃和管冷水流量为2 m~3/h时,其冷却的效果较好并满足规范要求。通过合理的管冷布置和必要的温控措施,能够有效地降低施工中内部温度并且符合工程的实际要求。     

地下室侧墙纤维混凝土抗裂性能研究

目前,控制地下室侧墙裂缝主要借鉴大体积混凝土经验,不能有效地预防墙体裂缝。本文应用有限元ANSYS软件,分析掺有聚丙烯纤维的混凝土地下室侧墙浇筑后14d内的温度、混凝土收缩应力,得出温度和应力分布、变化的一般规律,侧墙应力最大部位为侧墙中部、侧墙与底板相交处。采用经验公式计算素混凝土与相同配合比的聚丙烯纤维混凝土各龄期的抗拉强度,并与同龄期侧墙最大拉应力比较,证明混凝土中掺入合成纤维,提高了混凝土的抗裂性能,确保地下室侧墙混凝土在施工期不出现裂缝。     

特大断面隧洞钢模台车的设计和应用

结合洮河九甸峡水利枢纽导流隧洞混凝土衬砌施工实例,对比分析了2种隧洞混凝土衬砌方案的优缺点,选择了利用全液压钢模台车进行洞身混凝土衬砌.详细介绍了钢模台车的自行设计、制作安装、施工工艺及使用效果,总结出在特大断面隧洞洞身混凝土衬砌施工中,采用全液压钢模台车具有其他施工方案无可比拟的优越性.实践证明:该方案是经济、合理、可行的,为以后在同类型隧洞洞身混凝土衬砌施工提供了施工依据.     

基于Midas Civil的承台大体积混凝土温度控制及数值分析

大体积混凝土结构在施工过程中,由于混凝土的水化热反应,易出现内外温差,产生过大的温度应力,进而引起温度裂缝.针对混凝土水化热问题,以兑房河特大桥5#墩为例,提出承台大体积混凝土布设冷却管的温控方案,利用有限元软件Midas Civil进行水化热数值分析,并将理论计算值与现场温度监测结果进行对比分析.实践表明,兑房河特大桥承台在施工过程中采取的温控措施,取得了较好的效果,并为类似工程提供一定的指导意义.