溪洛渡泄洪洞有压段圆形断面衬砌混凝土温控研究

溪洛渡水电站泄洪洞,断面大,流速高,衬砌混凝土标号高,一旦发生裂缝特别是贯穿性大裂缝,极易在运行期产生空蚀,严重影响运行安全.因此施工期温控防裂形势严峻.利用ANSYS软件模拟溪洛渡泄洪洞衬砌混凝土的施工过程,采用三维有限元法进行了温度与温度应力的仿真计算,分析其温度场和温度应力的发展过程和分布规律,研究通水冷却、降低浇筑温度等温控措施的温控效果,提出夏季衬砌混凝土施工的温控措施,为隧洞工程衬砌混凝土的设计与施工提供参考依据.     

江坪河放空洞有压洞口段衬砌混凝土冬季温控方案分析

冬季衬砌混凝土施工面临的寒潮等问题,容易导致混凝土产生裂缝.基于有限元分析软件ANSYS,对江坪河放空洞有压段洞口段衬砌厚度为1.0 m的混凝土的拆模时间、围岩特性以及在遭遇寒潮时保温与否等6种不同的方案的进行了分析,并提出相应的温控方案和温控标准供设计与施工参考.     

江坪河水电站无压泄洪洞衬砌混凝土冬季施工温控方案优选

为研究江坪河水电站无压泄洪洞冬季施工温控防裂的问题,采用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,对1.5 m厚衬砌混凝土冬季施工基本工况、基本工况表面保护、封闭洞口、延长拆模时间4种工况进行了仿真计算.综合分析比较各工况特定断面的表面点在不同时间的温度应力值,得出结论:在冬季施工中为有效防止混凝土温度裂缝的产生,对底板、边墙宜采取表面保温保护措施.江坪河泄洪洞冬季施工各工况的温控方案的优选,可以为泄洪洞衬砌混凝土施工提供参考,对提高施工质量,降低施工成本有着重要的意义.     

溪洛渡泄洪洞有压段圆形断面衬砌

溪洛渡水电站泄洪洞，断面大，流速高，衬砌混凝土标号高，一旦发生裂缝特别是贯穿性大裂缝，极易在运行期产生空蚀，严重影响运行安全。因此施工期温控防裂形势严峻。利用ANSYS软件模拟溪洛渡泄洪洞衬砌混凝土的施工过程，采用三维有限元法进行了温度与温度应力的仿真计算，分析其温度场和温度应力的发展过程和分布规律，研究通水冷却、降低浇筑温度等温控措施的温控效果，提出夏季衬砌混凝土施工的温控措施，为隧洞工程衬砌混凝土的设计与施工提供参考依据。     

溪洛渡水电站无压泄洪洞衬砌混凝土秋季施工温控方案优选

为研究溪洛渡水电站无压泄洪洞秋季施工的温控防裂问题,运用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,通过改变混凝土表面的热对流系数来模拟洒水、流水养护的影响,采用直接法模拟冷却水管的作用。运用ANSYS软件对1.0m厚衬砌混凝土秋季施工的5种工况,包括基本工况、基本工况加洒水养护、恒温流水养护、加洒水及恒温流水养护、无通水冷却,进行了仿真计算。通过比较相应工况中特定断面的表面点在不同时间的温度应力值和抗裂安全系数,得出结论:洒水能够有效降低拉应力;常温流水会加大内表温差;通水冷却有效降低最高温度,但应力改善效果不明显。秋季浇筑混凝土,早期宜洒水和通水冷却,后期恒温流水养护,这样能够有效避免温度裂缝的产生。     

围岩特性和衬砌厚度对衬砌混凝土在设置垫层下温控影响研究

基于有限元分析软件ANSYS,在溪洛渡泄洪洞有压段衬砌混凝土设置垫层的情况下,对不同围岩弹性模量和衬砌厚度进行仿真模拟。通过比较不同衬砌部位,不同点位的最高温度、最大内表温差、早期最大拉应力等,针对围岩弹性模量和衬砌混凝土厚度的变化对衬砌混凝土温度和温度应力的影响进行了分析。研究结果表明,①不同围岩弹性模量下,相同温控措施下衬砌混凝土温度场大致相同。较好围岩会增大早期衬砌混凝土的最大拉应力,减小最小抗裂安全系数,必须采取严格的温控防裂措施,防止早期裂缝。②相同温控措施下,衬砌混凝土越厚,最高温度越高,最大内表温差越大。较薄衬砌混凝土会增大早期衬砌混凝土的最大拉应力,减小最小抗裂安全系数,温控防裂措施要求严格。     

基于FLAC3D江坪河水电站泄洪洞衬砌地震响应分析

根据江坪河水电站工程资料,采用FLAC3D软件非线性分析方法对泄洪洞混凝土衬砌结构在地震作用下的响应进行动力计算;对衬砌上出现水平峰值位移和峰值应力最大的关键点进行跟踪,对某时刻衬砌上出现的最大水平位移与最大第一、三主应力进行分析.结果表明在地震波作用下,断层对衬砌结构应力影响明显,衬砌结构的应力最大响应时刻为4.4s;衬砌与断层相交处是衬砌结构的薄弱部位,应做加固处理.     

输水隧洞衬砌混凝土施工期温度观测与应力分析

为了研究输水隧洞衬砌混凝土施工期的温度和应力变化规律，根据罗斯法水利枢纽输水隧洞衬砌混凝土边墙的温度观测成果，采用嵌固板理论对衬砌的混凝土边墙的温度应力进行了简化计算分析。得出了特殊点温度历时曲线和典型点应力历时曲线，并对衬砌混凝土的温度控制提出了一些有益的建议。     

基于组合指数式绝热温升的泄洪洞衬砌混凝土温度场仿真分析

针对目前常用的双由线式绝热温升与试验资料吻合得较好,但不便于数学运算,而组合指数式绝热温升既与试验资料吻合得较好,又便于数学运算,分别开发了双曲线式绝热温升和组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导法有限元仿真分析程序,结合西南某含有冷却水管的泄洪洞衬砌混凝土工程,将常用的双曲线绝热温升转化为组合指数式,然后进行温度场仿真分析对比.分析表明,两种方法仿真计算的典型时刻的代表节点温度和中间断面温度场的吻合情况均令人满意,但相对双曲线式绝热温升的水管冷却等效热传导法,组合指数式绝热温升的水管冷却等效热传导法公式简洁,便于程序实现,且计算速度快.     

溪洛渡水电站导流洞不同厚度衬砌

针对隧洞衬砌混凝土温控防裂的问题,以溪洛渡水电站导流洞工程为例对于不同厚度的衬砌混凝土通水冷却的温控效果进行研究。结果表明,即使在地下衬砌混凝土工程中通水冷却是一种十分有效的温控措施,特别是厚度较大的衬砌结构的温控防裂效果十分明显,必须采取通水冷却才能达到防止早期温度裂缝的目的。但很薄的衬砌混凝土结构通水冷却效果不佳。该成果在溪洛渡水电站工程导流洞工程衬砌混凝土施工中得到应用,并取得良好的温控防裂效果。     

泄洪洞有压段衬砌混凝土温度应力洒水对流系数敏感性分析

采取洒水养护是地下工程施工中控制混凝土产生裂缝的一项重要措施。基于ANSYS有限元软件对溪洛渡水电站泄洪洞有压段建模计算,进行了不同洒水对流系数的取值对温度应力的敏感性分析以及不同的洒水对流系数对混凝土温控的影响分析。成果表明,在混凝土温控研究中,不同的洒水对流系数对温度应力影响显著;洒水对流系数越大,混凝土早期温降越快,同时,会产生较大的拉应力,早期抗裂安全系数偏低,对后期温控反而有利,计算结果可为地下工程衬砌混凝土防裂研究提供相应参考。     

溪洛渡水电站导流洞边墙衬砌混凝

为探明导流洞边墙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，采用三维有限元法模拟施工过程与温控措施进行仿真计算，用等效热传导方程，将水管冷却的降温作用视为混凝土的吸热，按负水化热处理，在平均意义上考虑水管的冷却效果。通过多方案的综合分析研究，分析边墙衬砌混凝土开浇后开始通水冷却通水时间的长短对水管冷却的效果。根据特定断面的表面点在不同时间的温度应力值，进一步了解溪洛渡导流隧洞边墙衬砌混凝土这一特定工程的温度应力情况，以提供今后隧洞工程衬砌混凝土施工参考采用。因此，对于隧洞衬砌结构施工期的前期温变效应进行仿真分析有着重大的工程意义。     

土中爆炸衬砌储水能力分析

土中爆炸衬砌这种新型结构在农业抗旱防灾减灾中具有重要的功用,然而目前对其工作状态和承栽力情况了解尚少.对不同埋深下土中爆炸衬砌的工作状态进行了有限元数值模拟,应用Hsieh-Ting-Chen准则判别爆炸混凝土的弹塑性工作状态,获得衬砌在不同水容量情况下的应力和变形情况,分析并比较了爆炸衬砌随水容量变化下的工作状态和安全变化情况,得到爆炸衬砌安全工作的最佳工作环境和衬砌的储水能力.解决了爆炸混凝土形成的爆炸衬砌这种新型结构形式在复杂工作环境下的数值模拟问题,对明确爆炸衬砌的工作状况及安全工作能力、对目前国内大面积农业区的抗旱和保障农作物生产具有重要意义.     

渠道混凝土衬砌结构形式的研究

对建于土基上的矩形或接近矩形的渠道混凝土衬砌，提出了设横撑的直墙式、加深墙基的直墙式和斜墙式等几种结构形式，简易的计算方法和典型工程计算实例。并在实际应用的基础上，总结其优越性、适用性和经济效益。     

河套灌区渠道衬砌混凝土的纳米颗粒改性研究

为了改善河套灌区大量渠道衬砌工程中混凝土的干缩变形性能,采用纳米二氧化硅(NS)和纳米碳化硅(NC)掺入粉煤灰水泥砂浆制备混凝土试样,并对其作用机理进行理论分析。结果表明,纳米颗粒在提高粉煤灰混凝土抗压和抗弯强度得同时也改善了干缩性能;与普通水泥砂浆相比,单掺2%NS和单掺2%NC的水泥砂浆干燥收缩率分别提高了约90%和120%;改性干缩率在早期增加明显,单掺与双掺对混凝土的干缩率影响差异不大;纳米颗粒的表面效应和微观骨料填充效应,增大了骨料得表面能且填充了内部孔隙,是干缩性能有明显提高的原因。研究结果对设计高强度和高干缩性的衬砌混凝土,提高河套灌区渠道使用寿命具有一定指导意义。     

桑郎碾压混凝土拱坝温度应力仿真

阐述了采用三维瞬态有限元法进行碾压混凝土拱坝温度应力仿真计算分析的基本理论和方法,考虑混凝土施工过程、气温、水温、通水冷却及混凝土徐变等因素,并模拟施工期至运行期的全过程。通过对桑郎碾压混凝土拱坝温度应力进行计算仿真分析,为碾压混凝土拱坝的温控措施的设计提供有价值的参考依据。     

立洲碾压混凝土拱坝施工期温度仿真分析

采用瞬态与稳态有限元法,对立洲碾压混凝土拱坝施工期温度进行了较为系统的仿真模拟,获得了该工程施工期有、无温控措施的温度场与应力分布规律,论证了设计温控措施的合理性与科学性。通过对稳定温度场的有限元模拟,还提出了大坝封拱温度建议值及相应的温控措施等。仿真结果对立洲碾压混凝土拱坝及同类型拱坝的温控设计具有参考价值。     

基于陶粒纤维混凝土的衬砌渠道抗冻胀性能研究

为改善北方寒区预制混凝土衬砌渠道存在衬砌板件自重大、尺寸小、装配效率低等问题,探讨将陶粒纤维混凝土用于衬砌渠道。基于正交试验法开展9组陶粒纤维混凝土和1组C35普通混凝土冻融前后力学性能试验,并结合冻胀数值模拟分析衬砌渠道抗冻胀性能变化。结果表明：陶粒纤维混凝土抗压强度因素影响次序为页岩陶粒体积取代率>聚丙烯纤维（PP）掺量>陶粒预湿时间,抗拉强度因素影响次序为PP掺量>页岩陶粒体积取代率>陶粒预湿时间,冻融后陶粒纤维混凝土抗压、抗拉强度损失率低于普通混凝土;衬砌渠道数值模拟的抗冻胀性能变化与材料性能变化趋势一致,陶粒纤维混凝土衬砌渠道抗冻胀性能损失小于普通混凝土衬砌渠道,最优抗冻胀性能损失减小4.68%,同时衬砌板重量减小18.47%;陶粒纤维混凝土作为渠道衬砌材料具有明显质轻的装配化优势。     

招徕河碾压混凝土拱坝施工期的温

薄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。基于不稳定温度场和徐变应力的有限元解法，对招徕河碾压混凝土双曲拱坝进行模拟坝体施工过程的仿真计算，揭示了100m级薄碾压混凝土双曲拱坝施工期温度场及温度应力变化特征，可供大坝温控设计参考。     

采用等效徐变度研究混凝土温度应力问题

采用等效徐变度将混凝土弹性模量随时间硬化产生的弹性变形分量视为弹性徐变变形的一部分 ,并设置虚实两种时间轴 ,利用大型有限元计算分析程序Adina或Ansys软件模拟复杂过程 ,计算施工期混凝土的三维温度场和温度应力场。