超厚底板泵站的施工期温度应力特点及防裂措施研究

实心底板厚度达到5 m的超厚底板泵站结构非常少见,其大体积混凝土施工期温度场和应力场的特点及其温控防裂方法亦不明确。以引江济淮河南段七里桥泵站泵房段边联为例,采用三维有限元仿真计算模拟了该结构在夏季施工时的温度场与应力场。计算结果表明,该结构温升速度快、内部温度峰值高、内外温差大、上下层温差大,温控防裂难度大。在采用水管冷却+表面保温+降低浇筑温度+膨胀剂+限裂钢筋后,结构满足防裂要求。所提措施可供类似工程参考。     

新老混凝土缝面应力仿真及早龄期原型试验验证

关于新老混凝土缝面应力的研究成果主要集中在实验室,缺乏对实际工程新老混凝土缝面早龄期力学发展规律的原型试验研究,且现有仿真计算程序虽然考虑了新老混凝土缝面的早龄期应力发展情况,但不能确定所计算得到应力的合理性。以浙江省澥浦泵站为例,设计了该工程新老混凝土缝面早龄期原型试验,获取了该工程新老混凝土缝面应变和温度历时曲线,利用已有的弹模公式计算得到缝面应力历时曲线。同时,根据实际浇筑计划,对混凝土泵站的施工期温度场和应力场进行了仿真计算,再利用原型试验数据验证仿真计算结果的正确性。计算结果表明：原型试验获取的温度和应力历时曲线与仿真计算结果比较吻合,证明现有仿真计算程序对大体积混凝土的新老混凝土缝面计算较为准确,计算得到的应力值比较符合实际现象。     

徐州刘山北泵站大体积混凝土施工期温控防裂应用研究

徐州刘山北泵站大体积混凝土由于泵站结构形式复杂等因素而导致施工期容易开裂,采用埋置式冷却水管模型的三维有限元计算程序,对该泵站的大体积混凝土结构在施工期的温度场和应力场进行仿真计算。结果表明,针对大体积混凝土内外温差和泵站本身结构的复杂性,忽视采用温控措施将导致多个区域混凝土表面产生超抗拉强度的拉应力。通过尝试多种温控和结构优化调整综合措施,最终能将施工期拉应力降至抗拉强度以下以避免开裂。工程最终防裂效果理想,所采取措施可为类似工程提供参考。     

一种基于实测混凝土温度梯度获取表面散热系数的新方法

混凝土表面散热系数计算的准确与否,会对温度仿真计算的可靠性产生很大影响。通过现场试验研究了不同边界条件下温凝土表面附近点温度和温度梯度随距临空面距离和时间的变化规律,利用现场温度实测值对混凝土表面散热系数进行反演分析,得到不同边界下混凝土表面散热系数的反演值。然后通过混凝土第三类边界条件下表面散热系数与温度梯度的关系,发现可以选取混凝土表面0.03 m~0.09 m范围内的中点温度和温度梯度计算混凝土表面散热系数。几种不同表面覆盖条件下的验证计算结果表明,该方法对于不同的边界具有普适性和较好的准确性,可供科研人员和设计人员参考。     

混凝土温度场和应力场仿真计算中桩基的热学和力学参数等效系数研究

在大型水利工程的温度场和应力场仿真计算中,为了简化建模,对于埋设混凝土桩的情况,有时以桩和周围地基组成的长方体作为一个等效体代替桩基,其等效参数往往采用体积等效法取值,但其计算结果与工程实际存在一定的差异。为研究此问题,以某水闸工程作为计算模型,将桩、土基精细建模的计算结果作为精确解,与整体桩基等效后的计算结果进行对比分析,得到等效桩基的热学参数等效系数α和力学参数等效系数β,等效桩基的力学参数等效系数β和土基的弹性模量成线性关系,等效桩基的热学参数等效系数α取值范围为[0. 8,1. 0]。此结果可为实际应用提供参考。     

泵站复杂流道结构施工期温控防裂研究

泗阳泵站是南水北调东线一期工程单座设计流量最大泵站,为江苏省境内第四梯级提水泵站。为有效防止泗阳站复杂流道产生裂缝,施工前建立数模,在几种工况下进行仿真分析计算,根据分析结果,针对性采取措施进行施工,有效地防止裂缝的产生。     

上犹江溢流坝段闸墩裂缝成因和结构安全影响研究

采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击所致,并认为至今裂缝开裂程度基本已经稳定,对结构静力安全没有明显影响,但鉴于结构耐久性考虑,需要尽早进行灌浆加固处理,并要特别强调裂缝处理的防渗要求,防止墩内钢筋锈蚀所引起的混凝土破坏。     

加锚固体的三维复合单元模型研究

首先提出了复合单元的概念，然后将其应用于建立砂浆固结锚杆的分析模型。该模型考虑了岩体、砂浆、锚杆、岩体/砂浆接触面，砂浆/锚杆接触面等多重介绍，借助阶谱的概念，复合单元可以纳入常规有限单元法分析中去，当某单元不含锚杆时，即退化为常规有限单元。应用该模型进行加固布设优化分析，当单元内锚杆的数量与方向改变时，计算网格无需变化，从而为大规模三维复杂结构计算分析的前处理提供较大便利，模型在有限单元软件CORE3中实现，并提供了计算实例。     

锦屏一级高拱坝温度场和应力场仿真分析

为了高拱坝的安全施工和运行采用有限元法模拟了锦屏一级工程混凝土拱坝的整体施工过程和30 a运行过程,结果揭示了300 m级高拱坝的温度历时变化过程、坝体准稳定温度场及应力场分布规律,对设计和施工具有重要的参考价值。