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。     

氧化镁微膨胀混凝土对温度应力的补偿效应

【目的】研究氧化镁微膨胀混凝土对温度应力的补偿特性,为简化大体积混凝土温控防裂措施提供理论依据。【方法】在充分分析和研究温度应力补偿计算方法和氧化镁微膨胀混凝土自生体积变形特性的基础上,针对某碾压混凝土重力坝,考虑混凝土热、力学参数随龄期变化及混凝土实际浇筑过程对温度应力的影响,利用大型商业有限元计算软件ANSYS平台开发出的温度场与温度应力场仿真计算程序,对掺与不掺氧化镁2个对比方案的大坝碾压混凝土温度应力进行计算分析。【结果】掺氧化镁方案中施工期末整个坝体碾压混凝土出现体积膨胀,最大膨胀变形量超过70.0×10-6;氧化镁微膨胀混凝土对坝体基础约束区中心部位应力状态有明显的改善效果,最大拉应力减小约1.0MPa;但对脱离约束区的坝体混凝土应力的改善效果非常有限。【结论】在坝体约束区采用氧化镁微膨胀混凝土,可以达到简化温控防裂措施、降低建设成本、加快施工速度的目的。     

泄洪洞混凝土衬砌温变效应及温控防裂措施研究

【目的】研究混凝土衬砌的温变效应,为混凝土防裂措施的选择提供参考。【方法】针对某工程泄洪洞衬砌高强硅粉混凝土浇筑后出现的裂缝,在考虑混凝土热力学参数随龄期变化及混凝土实际浇筑过程对温度应力的影响,采用三维有限元程序对衬砌混凝土浇筑全过程进行仿真分析。【结果】衬砌边墙、底板混凝土表面早期应力超过相应龄期的抗拉强度,混凝土表面将出现裂缝。泄洪洞混凝土衬砌裂缝的产生,与混凝土水化热温升高且速度快、弹性模量增长快、混凝土养护方式以及混凝土自生体积变形和干缩变形大等密切相关。采用表面保温可大幅度降低混凝土表面早期应力,防止早期表面裂缝的出现;采用低热混凝土和降低浇筑温度可改善衬砌混凝土的后期应力。【结论】采用低热混凝土、表面保温和降低浇筑温度3种温控防裂措施可以有效改善衬砌混凝土的应力状态,防止或减少裂缝的出现,在实际施工中,以低热混凝土和表面保温措施相结合效果更佳。     

寒冷地区混凝土坝表面保温效果研究

寒冷地区的混凝土坝工程,常采用表面保温措施以避免裂缝的产生。本文对越冬期间保温和不保温时混凝土表面温度进行了计算,并根据碾压混凝土的材料特性,采用三维有限元浮动网格法对寒冷地区某碾压混凝土重力坝在不保温、采用5 cm厚和8 cm厚的聚苯乙烯泡沫板保温3种情况下的温度场和温度应力进行了全过程仿真计算,分析了保温板的保温效果以及不同的保温层厚度的影响。结果表明:对寒冷地区碾压混凝土坝进行表面保温,可以大大提高坝体表面的温度,从而减小坝体的表面温差和最大拉应力,有利于防止坝体表面裂缝的产生。     

大体积混凝土结构表面保温计算方法研究

【目的】通过算例对比分析等效表面散热系数法、等效厚度法、导热系数法、导温系数法在计算保温板保温效果方面的异同,为大体积混凝土结构表面保温的计算提供依据。【方法】从热量平衡原理出发,推导了直接以导热系数、表面散热系数和热量为热传导方程基本参数的温度场计算方程,据此修改了以导温系数为基本参数的温度场有限元计算程序RCTS。【结果】利用修改后的温度场有限元计算程序RCTS,能够合理地计算由不同热学性能材料组成的复合结构的温度场,能模拟计算大体积混凝土结构任意部位在任意时段的表面保温效果。实例计算结果表明,导热系数法与等效表面散热系数法的计算结果比较接近;由于等效厚度法是等效表面散热系数法的近似处理,计算结果与前二者有一定差异,但相差不大;导温系数法往往得不到合理的结果。【结论】等效表面散热系数法计算方便,工作量小,效率高,精度能满足工程要求,具有工程应用价值。     

太阳辐射作用下冻结期衬砌渠道温度场分析

【目的】对季节性冻土区衬砌渠道在太阳辐射作用下的温度场进行数值模拟,分析太阳辐射对渠道温度分布的影响。【方法】利用Hottel太阳辐射模型,结合热传导理论和有限元分析方法,考虑渠道自身的遮蔽作用,对太阳辐射作用下的梯形衬砌渠道的温度场进行计算。【结果】提出了梯形渠道太阳辐射的计算方法;衬砌渠道表面太阳辐射的日变化表现为早晚最小、中午最大;渠道阴、阳坡接受到的太阳辐射差异明显,阴坡太阳总辐射约为阳坡的20%;渠道表面温度的日变化趋势与大气温度相同,近似为正弦分布,其温度变幅小于大气温度变幅,变化滞后于太阳辐射约2.5h,阴、阳坡温度最大相差4℃左右,阳坡温度值与日间温度增加速率均大于阴坡。【结论】渠道温度变化与太阳辐射有密切关系,阴、阳坡接受到的太阳辐射量不同是渠道温度存在较大差异的原因,太阳辐射是渠道冻融循环的动力,在渠道冻胀研究中必须考虑太阳辐射的影响。     

不利围岩条件下调压井应力变形的有限元仿真分析

【目的】探讨不利围岩条件下调压井的应力变形特性。【方法】以摩洛哥某水电站调压井工程为例,运用大型有限元软件,建立了调压井应力变形分析的三维有限元模型,通过仿真计算获得了施工期与运行期调压井围岩及衬砌结构应力变形的分布与变化规律。【结果】在不利围岩条件下,施工开挖过程中围岩径向位移均指向井内,随着下层岩体的开挖,上层岩体的径向位移不断增大;沿高程方向,径向位移自上而下呈递减趋势,衬砌之前围岩变形基本稳定;运行期衬砌结构内、外侧环向正应力的分布规律沿高程方向基本一致,除调压井底部阻抗孔口处及调压井顶部外,内、外侧环向正应力均以拉应力为主,且自上而下大体呈递增趋势,内、外侧环向拉应力最大值均发生在调压井底部与阻抗孔口衔接处;施工期和运行期井周围岩的径向最大压应力及环向最大压应力均远小于围岩体的设计抗压强度,因此施工期井周围岩不会产生塑性破坏。【结论】在不利围岩条件下,调压井施工应采用自上而下分层开挖的方法,并及时喷锚和延迟一级衬砌;在调压井底部需采取加大衬砌混凝土标号、加设钢板内衬等增加强度的措施。     

基于热-结构耦合的含水疏松砂岩隧洞冻结施工数值分析

【目的】针对含水疏松砂岩冻结法施工问题,对冻结帷幕进行应力应变分析,为同类岩土的施工和设计提供依据,也为冻结法施工多场耦合数值模拟奠定基础。【方法】以甘肃引洮一期工程7#隧洞为例,在综合考虑隧洞掘进对温度场、位移场和应力场影响的基础上,依托热学理论及有限元分析软件ANSYS,对隧洞进行热-结构耦合三维数值模拟分析。【结果】通过对隧洞进行热-结构耦合三维数值模拟分析,得到隧洞冻结与开挖过程中冻结帷幕厚度为3.3m,温度场平均温度为-13.3℃,冻土帷幕最大沉降量为2.46mm,满足设计要求;同时通过对最危险断面的应力与应力强度进行对比,得到Y方向应力和切应力安全系数分别为5.57和7.95,大于规范中供设计时的最大参考值2.0。【结论】对于含水疏松砂岩冻结法施工,温度和结构具有相关性,热-结构耦合分析相比结构分析和热应力分析精确度更高。     

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。     

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。     

济南近60年冬季气温变化特征

[目的]研究近60年济南冬季的气温变化特征。[方法]选取1951～2010年济南地面观测站冬季月平均气温、最高和最低气温资料,采用线性趋势、5年滑动平均、距平等统计分析方法,对近60年来济南冬季平均气温、最高和最低气温变化特征进行分析,探讨其历史演变趋势及年代变化特征。[结果]近60年来济南冬季平均气温、最高、最低气温均呈波动式缓慢上升态势,升温态势明显,尤以最低气温增幅最大,说明最低气温的变化比最高气温更敏感,冬季气候变暖主要来自最低气温升高的贡献。从年代变化来看,冷冬大多出现在70年代以前,之后呈明显减少趋势;相反,在70年代之后暖冬呈增长态势,暖冬现象在2000年以后有所减缓;20世纪50～90年代冬季气温呈现台阶式增暖趋势,进入90年代冬季平均气温出现跳跃增暖态势,进入21世纪气温呈现回落趋势,但冬季气温整体还是呈上升趋势。济南人口增加,使城市化进程加快、城市热岛效应加剧,是济南气候变暖的一个重要因素。[结论]该研究为了解济南地区的长期气候变化趋势及其是否与全球气候变暖的背景相一致提供理论依据。     

Effects of temperatures on the development and reproduction of the armyworm,Mythimna roseilinea: Analysis using an age-stage,two-sex life table

The armyworm Mythimna roseilinea(Walker) is a major pest of grain crops in South China. So far little is known about its basic biology and ecology, making prediction of population dynamics difficult. This study examined the relationships of individual development and population growth with temperature based on an age-stage, two-sex life table of M. roseilinea reared on maize in the laboratory at 18, 21, 24, 27 and 30°C. The highest values of net reproductive rate(R_0) and fecundity were observed at 21 and 24°C, respectively. Both the intrinsic rate of increase(r) and finite rate of increase(λ) increased significantly and mean generation time(T) decreased significantly with increasing temperature. M. roseilinea was able to develop, survive and lay eggs at all temperature regimes tested. Development rates of the egg, larval, pupal, as well as the whole pre-oviposition stages had a positive linear relationship with temperature. The calculated development threshold temperatures of egg, larval, pupal, pre-oviposition and total pre-oviposition stages were 13.29, 8.39, 14.35, 7.42, and 12.24°C, respectively, and their effective accumulated temperatures were 63.59, 445.00, 211.11, 89.02, and 698.95 degree-days, respectively. These results provide insight into temperature-based phenology and population ecology of this insect pest and will allow population prediction and management available in the field.     

三江平原佳木斯草温和雪温变化分析

利用2007 ～ 2011年佳木斯逐日草温、雪温、0 cm地温、气温资料,研究草温和雪温变化规律.结果表明,近5年佳木斯年平均草温和雪温分别为5.7和-11.7℃,草温最高出现在夏季,雪温在春季;1年中5～ 10月观测草温,其他季节雪温和草温交替观测,月平均草温最高在7月,雪温在4月,最低均出现在1月;1d中草温和雪温的最大值均出现在12：00,到次日日出前后出现最小值.草温和雪温各季晴天时日较差最大,且明显大于气温日较差;月平均草温（或雪温）与气温、地温变化趋势基本一致,草温和雪温与气温、地温呈明显的正相关,其相关系数分别为0.990、0.999.     

真空冻干大蒜片最佳工艺参数研究

应用真空冻干技术加工脱水蒜片,利用大型设备获得优质大蒜粉生产的最佳工艺参数。经研究,冷冻干燥量佳工艺条件为：干燥室压力30～60Pa,加热介质温度约53℃,冷阱温度约-60℃。     

青海共和盆地贵南地区气温变化特征分析

利用贵南气象站1961—2015年逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温资料,采用气候统计诊断分析方法计算气温的年、季、月平均值以及气候倾向率,分析了近55年来贵南地区气温的变化趋势、突变特点及变化周期。结果表明,近55年贵南地区年平均气温、最高气温、最低气温均呈极显著的增温,且上升趋势具有较强的一致性;各月气温也均呈增温趋势。在诸多影响因素中,低云量对气温影响最大,其次为空气水汽压和相对湿度。Mann-Kendall检验表明,年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温分别在1990、1993、1970年发生了由低到高的突变。     

温湿度对剑毛帕厉螨生长发育的影响

剑毛帕厉螨(Stratiolaelaps scimitus)是一种生活于地表的捕食性螨类,近年来在欧美国家被商业化生产用于防治食用菌及温室害虫,但在我国尚未有相关研究.为了掌握其基本生物学,研究温度、湿度对其生长发育的影响.在100%RH条件下设置16℃、20℃、24℃、28℃、30℃和32℃ 6个温度梯度,以及在25℃条件下,设置92%、96%和100%RH 3个湿度梯度,分别测试剑毛帕厉螨的存活率、发育历期,并采用直接最优法计算发育起点温度和有效积温.结果表明,剑毛帕厉螨生长发育的最适温度为24～28℃,最适相对湿度为100%;雌雄螨的发育起点温度分别为11.59℃和11.75℃,有效积温分别为211.88℃和137.08℃.据测算,在25℃、100%RH条件下,剑毛帕厉螨1 a可繁殖23代.     

珲春盆地近50年热量条件及低温冷害的变化特征分析

利用一元线性回归、滑动平均等方法统计分析1960~2007年48年来珲春市年平均气温变化特征及日平均气温稳定通过0、5、8、10℃的积温和持续日期、初霜日、终霜日、无霜期、≥30℃高温日数的年代际变化。结果表明,珲春市气温在全球气候变暖的背景下也在上升,年平均气温增温率为0.37℃/10年,各界限积温每10年增幅在60~80℃,各界限温度持续日数和无霜期在20世纪90年代后分别增长了7 d和22 d,≥30℃高温日数增长3 d。低温冷害在气候变暖的背景下,尤其是进入2000年代夏季气温持续偏高的影响下明显减少,冷期中以延迟型和混合型冷害为主,暖期里以障碍型冷害为主。     

高温胁迫对特种番茄不同基因型品种种子产量的影响

[目的]研究高温胁迫对特种番茄种子产量的影响,为特种番茄专用育种、留制种和丰产栽培提供理论依据。[方法]通过樱桃番茄早、中、晚熟不同基因型6个品种、小番茄2个品种露地栽培,分析生长期各温度阶段种子产量,研究特种番茄耐高温性、适温和高温对特种番茄种子产量影响。[结果]特种番茄开花结果最适宜温度范围在18.5~29.5℃,长江中下游地区最适宜的时间是5月21日至6月30日和9月1日至10月10日。日最高平均气温29.5℃以上高温的7月21日至8月31日,樱桃番茄品种早熟e1、早熟e2和晚熟e3种子产量是日最高平均气温29.5℃以下适温种子产量最高峰段的5.9%、2.9%和23.0%,小番茄c2是51.1%;其他参试品种高温期间种子产量为0.0,种子产量显著和极显著受到抑制。参试品种小番茄c1和小番茄c2夏季高温胁迫后秋冬季种子产量分别较8月31日之前前期种子产量增产达极显著水平(P0.01),8月31日高温前与高温后至11月20日(4个月)后期种子产量的比值分别为31.3∶68.7、18.1∶81.9。[结论]高温胁迫条件下,特种番茄不同品种种子产量差异显著。因此,应将特种番茄的开花结果盛期安排在适温范围。     

滨州市地温变化特征分析

分析了滨州市1971—2000年各层次地温观测资料,结果表明：30年来各层次、各时段的地温除了一般规律性变化外,平均气温总体上都呈上升趋势,特别是春季的0、20cm地温上升明显。     

太岳山油松人工林土壤温度状况的初步研究

该文在定位观测的基础上，研究了太岳山油松人工林生态系统生长季节的土壤温度分布、温度梯度以及热力流向；从定性走向定量，为林业生产活动提供理论依据。