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具有诱导缝的碾压混凝土拱坝温度场和温度应力分析

凌骐  
【摘要】:碾压混凝土坝是近年来被广泛采用的一种筑坝技术,随着建坝数量的增加和规模的日益庞大,带来的温度应力问题更加复杂,从而出现裂缝的可能也在增加。为了引导坝体中的温度裂缝在预定位置开裂,诱导缝作为一种结构措施在许多大型水电工程中都有所应用,并收到了良好的应力释放效果。关于诱导缝的作用机理和破坏准则已经有一些相关报道,但是在实际工程中如何结合模拟诱导缝的作用来分析坝体混凝土的温度场和温度应力场,国内外有关文献中都研究的较少。 本文首先阐述了碾压混凝土坝筑坝材料的热力学性能,并且对混凝土的重要特性之一——徐变——进行了研究,并给出了较为精确的拟合公式和计算程序。另外,文中也对大坝建成蓄水后形成的水库水温进行了详细讨论,通过建立一维的数学模型仿真求解了某水电站建成后的水库水温,为大坝运行期温度场和温度应力场的三维仿真分析给出了准确的边界条件。 本文重点以有限元法对某碾压混凝土拱坝的温度场和温度应力进行三维仿真分析,结合实际工程中设置的诱导缝数量和位置剖分网格,并考虑了不同的浇筑温度、冷却措施等施工条件,共进行了三个典型方案的计算。对计算结果分析后不仅对坝体温度场和温度应力场的分布情况有了明确的认识,而且对诱导缝在释放坝体局部高应力上的作用也进行了阐明。


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