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百色水利枢纽碾压混凝土重力坝6Aa坝段温度应力仿真计算分析

章运礼  
【摘要】: 碾压混凝土坝将混凝土坝结构和材料与土石坝施工方法两者的优越性结合起来,在水利工程中得到愈来愈多的运用。本论文通过百色碾压混凝土重力坝6Aa坝段温度场和温度徐变应力场的仿真计算分析,主要研究6Aa坝段及基础部位F6断层混凝土塞施工期及运行期的温度场和应力场的分布规律。 本文用三维有限元浮动网格法对6Aa坝段及基础部位F6断层混凝土塞的施工过程进行温度场和温度应力仿真计算,计算的基本理论是热传导理论和弹性理论以及相应的有限元计算公式。计算范围为坝基上、下游和深度方向各延伸120m。为了研究施工进度、混凝土浇筑温度、外界温度对坝体温度场和应力场的影响,按碾压混凝土施工方法每浇筑一层(层厚0.3m,浇筑时间6小时)计算一次温度场和应力场,这样,施工期计算步长为0.25天,运行期因混凝土水化发热已结束,且弹模基本稳定,故采用变步长计算。运行初期计算步长为0.5天,逐渐增加到30天,以便在保证计算精度前提下减小计算工作量。 因计算结果数据量非常大,为便于成果分析,本文仅给出施工期每年2、5、8、11月份和运行期第1、5、10、20、30年的温度等值线图,坝体不同高程典型点温度和应力历时曲线图,最大应力沿坝高分布图,逐月最高、最低温度和最大拉应力值及相应的位置等。通过分析上述成果,可全面了解6Aa坝段及F6断层混凝土塞的温度和应力分布规律,为结构设计和施工方案选择提供科学依据。 计算分析表明,施工期和运行期6Aa坝段及F6断层混凝土塞的温度应力、综合应力均未超过该工程碾压混凝土的设计允许抗拉强度,表明6Aa,坝段的施工方案和F6断层的处理方案在温控和防裂方面是可行的。


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