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碾压混凝土坝底孔“超冷”的温控仿真分析

王波  
【摘要】: 对于混凝土建筑物,尤其是在大体积混凝土工程中,温度应力具有重要意义。而大体积混凝土所具有的温度应力与温度控制问题在碾压混凝土坝中同样存在。随着碾压混凝土技术的迅猛的发展,目前建坝高度越来越高。高碾压混凝土坝施工期及运行期的温度场及温度应力场有其自身的特点和规律,只有了解这些特点和规律才能制定出科学的温控措施保证大坝的安全。对于高碾压混凝土重力坝由于采用通仓浇筑,内部水化热散发缓慢,当底孔过水或遭受外部冷空气侵袭时会产生较大的内外温差,容易造成温度裂缝,实际工程中也在底孔处发生了较严重的裂缝。本文通过对底孔部位产生“超冷”时的应力研究分析,为底孔的施工设计提供了一定的依据。 本论文从热传导理论出发,推导出温度场和温度应力的有限单元法理论公式。编制了碾压混凝土重力坝温度场、温度应力场的仿真计算程序;并通过多种检验方法,验证了程序的正确性。采用国际大型通用有限元软件ANSYS建模与自主开发主体计算程序相结合的办法来实现底孔超冷的仿真计算。本文通过某典型算例对碾压混凝土坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力场进行了全过程仿真分析,其计算结果合理,表明该程序是正确的,具有大的实用性。论文通过对某一碾压混凝土坝在不同气温条件下底孔产生“超冷”时的温度应力分析得出了“超冷”对坝体的影响,总结出规律,得出一些具有应用价值的结论,为底孔的温度控制提供了理论依据。


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