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寒冷干旱地区高碾压混凝土坝底孔缺口坝段三维有限元应力分析与施工工艺研究

孙启冀  
【摘要】: 碾压混凝土坝(Roller Compacted Concrete Dam缩写为RCCD)是在近30年内逐渐兴起和发展起来的,且以它独特的优越特点而越来越受到世界坝工界的青睐,现已成为世界坝工建设领域中最受欢迎的新坝型之一。 本文采用三维有限元法,对碾压混凝土坝底孔缺口坝段在过流情况下,顶部未到设计龄期的碾压混凝土和大型导流底孔周边的应力分布进行了分析。分析时,分不考虑温度载荷和考虑温度载荷两种情况。通过对两种情况下分析结果的对比,可以看出温度载荷对结构的应力状态影响很大,是一种必须考虑的载荷。对于过洪时未到设计龄期的混凝土,考虑温度载荷的应力值大于不考虑温度载荷的应力值。最大值与混凝土在此龄期状态下的抗拉能力基本相同,所以安全系数较低。但拉应力值较大只是发生在局部,对于大部分过洪时未到设计龄期的混凝土,拉应力值均较小,有很大的安全富裕。所以,采用分段导流方案在技术上是可行的。 然后本文针对寒冷地区恶劣的气候环境,结合甘肃省黑河上的龙首水电站碾压混凝土坝的施工实践,对在夏季酷热、冬季严寒、蒸发量大的高海拔地区的碾压混凝土坝的施工工艺进行了研究和总结。研究表明,随着碾压混凝土施工技术的发展,在寒冷干燥地区修建碾压混凝土坝是经济可行的,但一定要重视施工工艺,确保碾压混凝土的施工质量。


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