高碾压混凝土拱坝仿真分析与优化研究

【摘要】：碾压混凝土技术被用到筑坝上以来发展迅速,从最初的重力坝到后来的拱坝,均显示了其强劲的生命活力。碾压混凝土与常规混凝土在温度特性、材料特性、施工方法等方面有很大的不同。从最初以研究常态混凝土坝温度应力的方法到现在对其温度应力的基本正确认识,使得大量的碾压混凝土坝得以修建并正常运行。温度应力是碾压混凝土拱坝裂缝的主要原因,目前坝工界对温度应力、温度控制、分缝设计等方面的研究已经取得了大量的成果。但是由于拱坝结构复杂,人们始终对碾压混凝土拱坝抱着谨慎的态度摸索前进。 本文结合即将设计修建的云南万家口子高碾压混凝土拱坝主要进行了以下几方面的研究工作: 1.首先进行无缝拱坝施工过程中的仿真计算,确定施工过程中坝体的温度场与应力场。根据计算结果可以为选择合理的温控方案和分缝方式提供依据。 2.对万家口子拱坝提出建议的温控措施。低温季节浇筑下部混凝土并进行保温和通水冷却,高温季节浇筑上部混凝土,最好是夜晚浇筑白天停浇并降低出机温度和通水冷却。 3.采用接触单元对含横缝的碾压混凝土拱坝进行仿真研究。通过对不同位置设置的横缝以及条数的的变化进行的研究,分析横缝对碾压混凝土拱坝温度应力的影响,并提出比较合理的横缝布置供设计参考。 4.对横缝与诱导缝进行辩证思考,指出其优缺点以及各自适用的范围。对高碾压混凝土拱坝分缝方式提出一些设想,希望在工程中能得到论证。 5.对万家口子高碾压混凝土拱坝进行体型优化研究。分别以应力为目