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碾压混凝土拱坝施工期温度场应力场仿真分析

纪新帅  
【摘要】:碾压混凝土拱坝与常态混凝土拱坝相似,同样存在着温度裂缝问题,但碾压混凝土拱坝的温度应力有它不同于常规混凝土拱坝的特点,必须考虑这些特点才能得到正确的结论。目前,100m以上的碾压混凝土高拱坝有呈发展的趋势,其温度应力的研究,具有着重要的实际意义。 本文以通用工程仿真分析软件ANSYS为平台,编制出碾压混凝土拱坝施工期温度场和应力场的仿真分析程序,模拟了从大坝开始浇筑到蓄水运行的整个施工过程。计算中考虑了混凝土的水化热放热及弹性模量随龄期的变化以及分层浇筑、夏季停工、气温变化、温度边界条件转换等因素对坝体温度应力场的影响。 根据某碾压混凝土拱坝施工过程和坝体混凝土材料特性参数,进行了施工期温度场的仿真计算,得到坝体温度场在整个施工过程中的变化历程。在温度场分析的基础上,进一步进行了应力分析,得到线弹性体的坝体在自重和温度荷载作用下应力场的发展变化过程。仿真分析结果给出了坝体的拱冠梁剖面和拱圈截面的温度场应力场分布图、坝体上下游面的温度场应力场分布图、拱冠梁剖面和拱圈截面内典型点的温度及应力时程变化曲线、不同施工时刻坝体最高温度及最大、最小第一主应力值表等成果,为碾压混凝土拱坝的设计和施工中温控措施的采用提供了参考依据。


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