大体积混凝土温度应力场的仿真分析

阐述了混凝土温度场和应力场的有限元仿真计算分析的基本原理,并基于上述理论,以ANSYS为平台,编制了混凝土三维非稳定温度场和应力场的仿真计算程序,同时通过大量算例验证了程序的正确性.     

混合边界条件下混凝土结构温度应力仿真分析

根据太阳辐射的日变化规律，仿真分析混凝土结构施工期及运行期温度场及温度应力。考虑了太阳辐射、气温、水化热、间歇期等因素，采用二维有限元方法编制了混凝土施工期温度场和应力场程序，将不同情况混凝土的温度场和应力场进行对比分析。计算结果表明，在仿真分析中考虑太阳辐射直接进入混凝土的混合边界方法与等效气温法有一定的差异。在实际工程中，由于混凝土浇筑层比较多，温度应力仿真分析需要大量的计算时间，因此提出了考虑太阳辐射热的实用算法，对实际工程具有一定的指导意义。     

基于随机温度场的重力坝施工期开裂风险分析

大体积混凝土温控防裂一直是水利水电工程建设中所要研究和解决的关键技术问题,目前确定性仿真分析在大体积混凝土温控防裂研究中得到广泛应用并取得了很好的效果,但考虑各主要影响因素不确定性的大体积混凝土随机温度场、应力场研究成果较少,考虑混凝土弹性模量、导热系数、放热系数、水化温升和环境温度的随机性,基于正交数值试验,提出了随机温度场、应力场的简化计算方法,经实际工程计算表明,该方法计算效率高,能够基本反映混凝土温度场、应力场的随机特性及其主要影响因素,对类似工程的温控防裂具有一定的参考价值。     

大体积混凝土热应力耦合分析方法研究

大体积混凝土结构温度应力的计算、分析是控制水化热及防止裂缝的有效措施。ANSYS有限元仿真软件提供了直接耦合和间接耦合这2种方法来模拟温度场与应力场的耦合作用,但在目前的仿真分析中缺乏关于耦合方法的差异性研究。分别采用二维直接耦合、三维直接耦合及三维间接耦合这3种耦合方案计算曼点水库大体积混凝土重力坝浇筑全过程的温度应力场,并探究这3种分析方法的差异性。研究表明,对于这3种耦合方案,温度场的计算结果基本一致,但应力场的仿真计算结果存在差异。最后,给出3种方案的适用范围,为大体积混凝体热应力的仿真计算提供参考。     

横缝设置对鱼洞峡拱坝温度应力场影响的有限元分析

采用基于瞬态温度场理论的有限元法,综合考虑混凝土绝热温升、浇筑进度、气温（水温）变化等因素,对鱼洞峡拱坝进行了全过程的温度场仿真分析。并根据温度场分析成果,对拱坝进行了整体及分缝状态下的温度应力场仿真分析。计算结果表明,设置横缝可显著削减坝体拉应力峰值,对坝体的防裂安全能起到积极作用。     

浇筑温度对碾压混凝土重力坝温度应力的影响

采用三维有限元浮动网格法模拟碾压混凝土重力坝薄层施工过程，对百色碾压混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、温度徐变应力场进行了全过程仿真计算，分析了按旬平均气温浇筑和设计浇筑温度浇筑两种不同浇筑温度对坝体温度应力分布的影响．     

江坪河泄洪洞洞口段衬砌混凝土遇寒潮温控研究

以江坪河水电站泄洪洞为研究对象,利用有限元法,通过仿真计算,比较分析了遇寒潮时进行表面保护和未进行表面保护情况下,泄洪洞洞口段衬砌混凝土温度场和应力场的差异,表明了江坪河水电站泄洪洞洞口段衬砌混凝土在冬季遇寒潮时进行表面保护的效果和意义,并可为同类工程提供参考。     

淇河倒虹吸管身混凝土施工仿真分析

按照施工计划安排,对淇河倒虹吸管身段工程进行分层浇筑,利用ANSYS有限元软件,结合混凝土温控仿真基本理论,对管身段进行复杂三维建模和加载求解工作,从而完成了混凝土施工期温度场和应力场的仿真分析。结果表明在倒虹吸管身段底板及边墙部位最大温度应力大于混凝土即时允许抗拉强度值,产生温度裂缝的概率很大,参考分析计算结果提出了相应的温控措施。     

水管冷却问题的等效算法及其应用

在碾压混凝土坝冷却水管模拟计算理论的分析基础上，提出适合于运用大型Ansys结构程序对高碾压混凝土坝进行仿真分析的水管冷却等效算法。通过应用于金安桥碾压混凝土坝的温度场仿真计算分析，在为设计提供了重要参考依据的同时，验证了该算法的合理性和实用性。     

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。     

U形渡槽施工期温度模拟与应力分析

结合U形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场。计算结果表明：U形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场,应力主要由外部约束引起,应力值较小,一般不会造成结构开裂。     

观音岩大坝碾压混凝土2种设计龄期的温控特性比较

碾压混凝土设计龄期的选择对其后期强度、水化热温升具有重要影响。基于室内混凝土力学和热学试验数据,对90及180 d设计龄期的碾压混凝土特性进行了对比分析;研究制定了2种设计龄期混凝土的温度及应力控制标准。基于有限元单元法采用ANSYS对观音岩碾压混凝土重力坝施工期的温度场及应力场进行了仿真分析;对比了90和180 d设计龄期下坝体内部温度场以及应力场的分布状况;通过对坝体抗裂安全系数、最高温度和应力状况的分析,比较了2种混凝土设计龄期的温控特性,从温控的角度探讨了采用180 d设计龄期混凝土的合理性,为相关工程采用180 d设计龄期提供了重要参考和依据。     

U形渡槽施工期温度模拟与应力分析

结合U形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场.计算结果表明:U形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场,应力主要由外部约束引起,应力值较小,一般不会造成结构开裂.     

白鹤滩泄洪洞进水口段衬砌混凝土温控方案优选

白鹤滩水电站泄洪洞结构尺寸大,过水流速高,进水口段衬砌混凝土的温控防裂问题尤为重要。采用三维有限单元法对泄洪洞进水口段边墙衬砌混凝土夏季施工过程进行模拟,首先基于实际施工监测成果反演分析混凝土的绝热温升,进而开展多种温控方案的有限元仿真计算,在温度场、应力场和抗裂安全系数综合分析的基础上,推荐温控方案,在进水口段衬砌混凝土浇筑中应用。现场温控实施效果表明,混凝土最高温度得到了有效控制,未出现温度裂缝,实现了温控防裂目标。     

热带高温地区碾压混凝土重力坝温控措施

为了研究在高温环境下浇筑大坝混凝土时,控制浇筑温度和通冷却水等常用温控措施的效果、探索适用于高温施工环境的温控措施,利用有限元法对某一位于热带高温地区的碾压混凝土重力坝进行了施工期和运行期的全过程温度场和温度应力场仿真计算,对比分析了不同冷却水水温和浇筑温度下的坝体温度场和温度应力场.计算结果表明,坝体温度应力受浇筑温度和冷却水水温影响较大,将坝体基础约束区的浇筑温度从25℃降低到23℃、冷却水水温从20℃降低到15℃时,坝体最高温度从36.9℃降低到了34.6℃、最大温度应力从1.64MPa降低到了1.40MPa,此结果满足该大坝温控防裂要求.由此可见,在高温地区建混凝土坝时,在相对较高的浇筑温度和冷却水水温的施工条件下,坝体的温度和温度应力可得到有效控制.研究成果对简化温控措施、缩短工期、减少投资有重要参考意义.     

船闸闸首施工期温度场和温度应力计算公式

对船闸闸首施工期非稳定温度场和应力场进行仿真分析，对空间域用有限单元法离散，在时间域用有限差分法.分析与计算中，考虑了混凝土徐变对温度应力的影响，计算结果表明，闸首墙体上部浇筑层面中部及侧面会产生水平拉应力和坚向拉应力，闸首孔口廊道施工期侧会产生较大的竖向拉应力，使用期廓道底板会产生较大的水平拉应力。     

不同结构形式水工隧洞温控特性分析

水工隧洞大多采用城门洞形和圆形断面,城门洞形底部一般为平板。实际工程中,施工期温度裂缝大多发生于城门洞形结构的边墙和圆形结构的边顶拱,底板和底拱的裂缝较少,差异明显。基于三维有限元软件ANSYS,以乌东德水电站发电洞为研究对象,对不同结构形式衬砌混凝土施工过程中的温度场和应力场进行仿真计算,研究了衬砌混凝土温控特性。结果表明,结构形式和长度对衬砌混凝土温度场影响较小,对应力场和抗裂安全系数影响较大;结构长度相同,曲率越大,拉应力值越大,抗裂安全系数越小;结构形式相同,结构长度越长,拉应力值越大,抗裂安全系数越小。研究成果为水工隧洞衬砌混凝土施工期温控防裂设计和施工提供了重要参考。     

大温差地区碾压混凝土重力坝施工期温控防裂技术研究

环境温差大幅变化地区,碾压混凝土重力坝施工期温控难度极高,是施工中重点关注的问题。采用"负水化热法"和"体积力法"等计算手段全过程仿真碾压混凝土坝施工期的温度场和应力场,通过波动混凝土入仓温度、冷却水管温度等温控措施关键参数,揭示其对大坝开裂的影响规律,利用拉格朗日法,寻求最优解决方案,成果已在云南铅厂大坝施工中应用,取得很好的防裂效果,可为大变幅地区筑坝施工提供理论技术参考。     

南水北调大型渡槽高温季节施工温控仿真

漕河渡槽是南水北调中线总干渠上的一座大型交叉建筑物,渡槽主梁和上部墙体等结构部分容易在早期温升和温降阶段产生温度和收缩裂缝,特别是高温季节,温控问题更加突出。采用混凝土温度场和应力场的有限元方法对对工程施工期进行施工过程模拟,根据温度防裂仿真计算结果,给出了施工期在高温季节的温控防裂方案建议,现场运用后,没有出现早期的表面裂缝和后期的贯穿性裂缝,实施效果良好。     

地下厂房吊车梁支撑墙施工期温度仿真分析

利用大型有限元软件ANSYS对水布垭地下厂房吊车梁支撑墙施工过程进行了三维仿真计算,得出了该薄壁结构温度场和应力场的分布及其随时间的变化规律,并分析了裂缝产生的原因,为以后的裂缝处理提供了参考依据.