叶巴滩堆石混凝土二道坝温度应力仿真分析及温控措施研究

对位于高海拔地区的叶巴滩堆石混凝土二道坝工程开展全坝段温度应力仿真分析,重点研究大坝横缝分缝措施和混凝土表面保温措施对坝体温度应力的影响。结果表明:结构分缝措施可以降低坝体内部拉应力,设置1条横缝即可有效控制坝体内部高拉应力区范围,并使应力极值降低约0.8 MPa;混凝土表面保温措施可在秋冬季节显著降低大坝表层混凝土温降幅度,减小表层温度应力水平,使应力极值降低约0.6 MPa;叶巴滩二道坝设置1条横缝并采取表面保温可满足施工期温控要求。

寒冷地区堆石混凝土坝温度应力仿真分析——以东庄二道坝为例

针对寒区堆石混凝土坝内外温差引起坝体裂缝问题,以东庄二道坝为依托,基于工程图纸进行网格划分和三维建模,进行三维有限元模型计算,对堆石混凝土重力坝温度应力场进行仿真分析,并结合工程实测数据进行参数反演标定。结果表明:施工期坝体拉应力在冬季呈现较高水平,拉应力主要出现在坝体上下游面一定厚度的表层区,尤以中下部高程的抗冲耐磨混凝土拉应力最大;在冬季内部拉应力明显高于坝的两侧,两个坝段宽度方向均出现超过允许应力的情况。建议将短缝加深四层有限元单元,坝体稳定性得到较大提高,工程量相对较小,既安全又经济,为最优方案。

高海拔高寒地区堆石混凝土坝温度应力仿真分析与温度监测

叶巴滩二道坝是首个水电工程堆石混凝土过水建筑物及高海拔高寒地区大型堆石混凝土坝工程,对堆石混凝土技术在高海拔高寒严酷环境及水电行业的推广应用具有示范引领作用。采用有限元法对叶巴滩堆石混凝土二道坝典型坝段施工期和运行期的温度场、应力场进行全过程仿真分析,并通过现场试验仓温度监测,验证仿真分析的可信性。分析结果表明:堆石混凝土坝“42 m”与“21 m”坝段宽度方案相比,坝体温度场分布与量值基本相同,应力场分布规律类似,但由于“42 m”坝段宽度大,散热条件不利,表面抗冲耐磨混凝土在冬季会出现超过允许拉应力值的区域,存在开裂风险;冬季在坝体表面采取保温养护措施,表面抗冲耐磨混凝土拉应力有较为明显的降低,均在应力允许值范围内。最大坝段宽度采用42 m是合理的,并可取消内部温控措施,只需在冬季时采取相应外部保温措施即可。现场监测的水化温升远小于仿真分析的绝热温升值,说明坝体实际整体应力水平更低,验证了仿真分析的可信性。