气温骤降条件下混凝土面板温度应力及其保护措施研究

结合某在建的混凝土面板堆石坝,针对施工期日温差及发生寒潮等气温骤降情况,进行了气温骤降条件下面板温度场及温度应力的全过程仿真分析。结果表明,在气温骤降条件下,面板表面及中心的温度将随气温骤降的发生而持续降低,其中面板表面温度降幅最大;此时面板表面和中心均出现拉应力,面板表面的最大主应力大于面板中心的最大主应力;面板表面和中心的最大主应力均发生在高程约为坝高一半的位置。采取保护措施,可以明显削减气温骤降所产生的面板降温幅度及最大主应力增幅,保护措施越强其削减效果越明显。     

混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算

【目的】基于混凝土面板与垫层之间接触面的数值计算模型,考虑温度荷载作用,研究面板堆石坝面板的应力变形特性。【方法】以接触摩擦单元理论为基础,采用接触单元模拟混凝土面板与垫层之间的接触面,进行了公伯峡混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算,并将计算结果与观测数据进行对比分析。【结果】面板挠度呈现出中部大、两端小的分布规律,最大值为0.24 m,位于面板的中心位置,与观测结果基本一致;面板的顺坡向应力分布呈现出中部受压、两端受拉的变化趋势,顺坡向压应力最大值为7.9 MPa,出现在约1/2坝高处,拉应力最大值为1.3 MPa,出现在面板的底部与顶部;面板底面点与表面点的应力分布是一致的,在同一高程处,面板底面点的应力较表面点大;考虑温度荷载作用时,混凝土面板的顺坡向应力分布规律与不考虑温度荷载时基本一致,但拉应力值明显增大,并且与实际观测结果更为接近。【结论】基于接触摩擦计算模型,考虑温度荷载作用,可以获得更为准确的混凝土面板应力变形数值计算结果。     

考虑接触摩擦的混凝土面板干缩应力研究

【目的】研究垫层与面板之间的接触约束对面板干缩应力的影响。【方法】根据一般外荷载作用下的接触摩擦单元理论,建立了面板堆石坝混凝土面板与垫层之间接触面干缩应力的有限元计算模型。基于该计算模型,结合工程实例,分析计算了施工期混凝土面板的干缩应力。【结果】面板混凝土浇筑结束时及蓄水前,其表面和中心的干缩应力均为拉应力,且表面各节点的干缩应力大于中心各节点的干缩应力;蓄水前面板干缩应力的峰值较浇筑结束时明显增大。【结论】算例计算分析表明,应用所建立的模型可以获得较为准确合理的接触面干缩应力计算结果。     

河谷宽高比对面板堆石坝应力变形的影响

【目的】研究河谷宽高比对高面板堆石坝应力变形的影响规律,为实际工程中坝址选择、河谷地形对坝体应力变形的影响分析等提供理论依据。【方法】运用三维有限元法,分别进行了河谷宽高比为3.0,2.0,1.0等3种方案下的大坝应力变形计算,并在此基础上进行了各方案大坝应力变形的对比研究。【结果】随着河谷宽高比的减小,坝体的各项位移和应力以及面板的位移均呈逐渐减小趋势,而面板应力却逐渐增大;当河谷宽高比由3.0减小为2.0时,坝体应力变形最大变化率为-8.89%(坝体大主应力),面板应力变形最大变化率为22.31%(面板顺坡向压应力);当河谷宽高比由2.0减小为1.0时,坝体应力变形最大变化率为-42.75%(左右岸坝体向河谷中心位移),面板应力变形最大变化率为54.73%(面板顺坡向压应力),可见当河谷宽高比小于2.0时,坝体及面板的上述主要应力变形项的变化率将成倍增大。【结论】在实际工程中进行坝址选择时,宜优先考虑河谷宽高比不小于2.0的坝址方案。     

小湾河水库混凝土面板堆石坝应力应变计算分析

采用有限元分析法,选取秦安小湾河混凝土面板堆石坝坝体典型剖面,利用ANSYS软件建立模型和划分网格,模拟工程实际分期、分级施加荷载,在竣工期和蓄水期2种工况下进行二维有限元应力应变计算,分析了不同工况下坝体最大垂直位移和上下游最大水平位移,坝体最大大、小主应力,面板顺坡向应力及周边缝剪切、拉伸位移的情况.结果表明:垂直位移的变化不如水平位移的变化明显,坝体的应力水平均不高,周边缝的拉伸位移和剪切位移都较小,面板变形协调,坝体位移及应力应变满足安全要求.依据工程实例,此方法计算精度满足要求,方法简便、成果直观.     

堆石坝混凝土面板裂缝处理

裂缝危害是堆石坝混凝土面板工程中最常见的危害表现类型,裂缝危害的出现对整个混凝土工程的质量能够产生非常致命的影响。因此,做好对堆石坝混凝土面板裂缝的处理工作至关重要。基于此,本研究对堆石坝混凝土面板裂缝处理措施进行探讨,以期为提高堆石坝的质量提供参考。     

黑泉水库混凝土面板配合比设计及试验

本文通过对面板混凝土原材料优选、混凝土配合比优化及性能试验,制备用于面板的高性能混凝土,达到了减少混凝土面板裂缝发生的目的。这对国内在建或未建同类工程面板混凝土配合比设计有一定的借鉴意义。     

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术要点

混凝土面板堆石坝中的面板裂缝一直是行业面临的难题,如何全面提高面板混凝土施工质量、降低裂缝产生率、科学处理现有裂缝成为行业关注焦点。本文分析了混凝土面板堆石坝的面板裂缝种类与产生原因,并提出了面板裂缝防治技术要点。     

某河床式水电站厂房坝段温控计算分析

【目的】避免某水电站厂房在施工和运行过程中因温度应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。【方法】结合该厂房的实际工程情况,将大型商业有限元软件ANSYS与三维有限元温控主体程序RCTS相结合,对该河床式水电站厂房坝段施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算中考虑实际施工过程,分析了设置预留宽槽及表面保温等措施对厂房温度场及应力场的敏感性。【结果】设置预留宽槽对降低温度应力是有效的,垂直于宽槽的最大温度应力可减小约15%;上、下游面采用砂卵石回填保护后,该部位的最大温度应力可减小约20%;流道采取保温措施后,流道底板和顶板上最大温度应力减小约30%。【结论】设置预留宽槽及表面保温是减小厂房温度应力的有效措施。     

大型泄洪洞衬砌混凝土施工期温度场和温度应力的仿真计算

【目的】探明地下衬砌混凝土出现裂缝的原因,研究进一步采取综合温控措施防裂的有效性和合理性。【方法】结合工程实际情况,在考虑混凝土热力学参数随混凝土龄期的变化,以及坝体分层浇筑过程对温度应力影响的基础上,利用大型有限元软件对泄洪洞衬砌施工过程中的温度场和温度应力进行了三维仿真计算。【结果】仿真结果给出了衬砌混凝土温度场、温度应力分布及其随时间变化的规律,即于开浇后的第2天达到最大温度值,第3天即开始出现较大拉应力值,而极值出现在中后期。【结论】在混凝土浇筑过程中,应采取降低浇筑温度等措施;在浇筑后的10~28 d温降期间,要对混凝土表面施行流水养护等温控措施,严格各项施工规范。     

火灾后预应力混凝土连续板力学性能试验与分析

完成了7块火灾后两跨无黏结预应力混凝土单向连续板受力性能试验.基于试验结果,拟合出火灾后预应力混凝土连续板中无黏结筋剩余应力、极限应力的计算公式,提出了火灾后预应力混凝土连续板正截面承载力计算公式.根据火灾下温度场分布沿板厚方向将截面分条带,引入火灾后钢筋、混凝土本构关系,基于截面轴力、弯矩平衡,获得了火灾下预应力混凝土板任意截面的弯矩-曲率关系全曲线.基于支座变形协调方程,可用割线刚度法对支座反力进行迭代求解,计算板在外荷载(曲率荷载)与支座反力共同作用下的弯矩、挠度和支座位移,进而对截面曲率积分可求得连续板的变形.试验结果表明:初始有效应力越高、受火时间越长,火灾后连续板预应力钢丝应力损失越严重;保护层厚度越小、受火时间越长、荷载水平越大,火灾后板跨中截面承载力降低幅度越大;受火时间越长、荷载水平越大,板中支座截面承载力降低幅度越大.     

裂缝密集型面板渗流的等效准连续介质模型

基于等宽缝隙稳定流的运动规律,首先建立了单一面板裂缝的渗流模型,在此基础上建立了裂缝密集型面板渗流的等效准连续介质模型。结果表明,对裂缝密集型面板按等效准连续介质模型进行模拟,可以获得较为准确的坝体渗流计算结果,且该模型具有有限元网格剖分简单、计算效率高等优点,是一种较为准确实用的面板渗流计算模型。     

混凝土面板开裂情况下堆石坝应力场与渗流场的耦合分析

【目的】研究混凝土面板开裂情况下堆石坝在应力场与渗流场耦合作用下的工作性态,为混凝土面板堆石坝的设计与施工提供参考。【方法】以多孔岩土介质渗透系数与体积应变之间的数学表达式为基础,研究建立了混凝土面板堆石坝应力场与渗流场耦合分析的数学模型,并基于等宽缝隙稳定流的运动规律,推导建立了混凝土面板裂缝的等效渗透系数计算模型。【结果】当混凝土面板发生开裂时,对于堆石体而言,应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的。与不考虑耦合效应相比,考虑耦合效应时坝体的垂直位移最大值出现的位置相对偏向坝体下部,且数值增大了5.5%;坝体的水平位移最大值增大了8.9%,其分布规律也发生了较明显的变化;坝体内渗流自由面明显上升,渗流水头有所增大,同时坝体的单宽渗透流量增加了15.1%。【结论】在混凝土面板开裂情况下,堆石体内应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的,因此,考虑耦合效应的计算结果更为合理、可靠。     

连续配筋水泥混凝土路面温缩应力简化公式研究

连续配筋水泥混凝土路面（CRCP）在铺筑完成一段时间后，会在路面纵向上断裂成一个个单独的板块.借助正交设计和多元统计回归方法，在有限元计算的基础上，提出了单独板的温缩应力简化公式.极差分析结果表明，CRCP温缩应力影响因素的重要程度从大到小依次为：温度变化、裂缝间距、板厚、粘结刚度系数、钢筋直径、配筋间距.单因素单变量的回归分析，确定了温缩应力与各单个因素之间的大致关系.通过对各变量的假设组合分析，以单变量多因素的多元统计回归方法获得了一定精度的并能通过假设检验的拟合公式.误差分析表明，此公式的最大误差范围能控制在8%以内.     

寒冷地区某碾压混凝土重力坝温控计算分析

结合寒冷地区某碾压混凝土坝工程的实际情况,采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力场进行了仿真计算。计算完全按照实际施工过程进行模拟,全面考虑了坝体薄层浇筑过程和浇筑温度及各种外荷载。对比分析了寒潮对坝体应力的影响,为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。     

高温作用下钢筋混凝土板导热分析

对足尺的钢筋混凝土板在高温作用下进行有限元模拟分析,基于标准升温曲线,设定合理的热工参数,给出了钢筋混凝土板在高温过程中的三维温度分布.模拟分析结果和试验结果比较吻合,表明采用有限元方法能够很好的模拟钢筋混凝土板在火灾高温作用下温度场的分布.     

砼面板堆石坝趾板CAD软件的研制与应用

混凝土面板堆石坝趾板的设计过程是一个迭代与优化的过程，趾板设计参数的最终确定是在施工过程中完成的，根据趾板的设计特点和内容，采用VB6.0作为开发平台，结合Fox-Pro6.0，并以嵌入AutoCAD的方法，编制了趾板CAD软件。该软件可快速方便地进行趾板设计参数的确定和图形绘制。     

肋板式混凝土衬砌─一种新型渠道衬砌型式的应用

 肋板式混凝土衬砌是一种新型的板、肋联合作用的空间结构,本文在理论分析和灌溉渠道实际应用的基础上,总结其优越性和适用性,提出了简易的计算方法、典型工程计算实例和经济分析。     

环境因子对无土栽培甜椒脐腐病发生率的影响

生理性病害--番茄、甜椒脐腐病与果实中缺钙有关.为了探明空气相对湿度(RH)、基质条温度和湿度等环境因子对无土栽培甜椒脐腐病发生率的影响,进行了一系列试验.共设置了12种试验处理,包括提高空气相对湿度到60%、对照;基质条冷却至17 ℃、对照;基质条湿度设定为50%、60%、由定时器控制.结果表明,提高RH可明显缓和温室内RH和气温的日变化;显著增加果实中维管束数量,果实顶端和基部其维管束数量分别比对照温室的高14.6%和11.4%;可显著提高果实中的钙含量,其中果实顶端和基部分别比对照温室高19.9%和16.6%,从而降低脐腐病的发病率.果实和叶片中钾含量未受RH高低的影响.基质条冷却可提高根基氧含量,这有利于提高根系活力.RH、基质条温度和湿度这3种环境因子对甜椒脐腐病的发生率的影响有累积效应.但处理间果实数量和产量差异不显著.