考虑热学参数空间变异性的重力坝施工期温度及应力场分析

碾压混凝土坝的温控防裂一直是工程建设中的关键技术问题。由于浇筑仓面大、碾压质量不均匀以及混凝土的非均质性,碾压混凝土坝材料参数具有显著空间变异性。传统混凝土坝温度与应力分析常采用确定性计算,忽略了参数空间变异的影响,导致温度及应力场模拟不够合理。本文基于随机场理论和中心点离散方法,提出了混凝土热学参数空间变异有限元模拟方法。TJ大坝案例分析表明,考虑热学参数空间变异后,最高温度场和最大拉应力场在平均效应上与确定性结果基本一致,热学参数空间变异显著影响大坝混凝土结构的最高温度和最大应力。随机温度应力场下结构部分位置温度及应力超过了允许值,意味着依据传统确定性温度应力分析结果提出的温控措施可能偏危险。提出的随机温度应力分析方法对重力坝施工期温控措施的制定提供了方法支持。

基于ANSYS的碾压混凝土重力坝施工过程仿真计算

大坝施工时期,内部温度变化对大坝运营时期的安全性、稳定性和耐久性具有较大影响。为分析大坝施工期温度变化对其内部应力的影响,选择大坝典型断面,分析混凝土浇筑过程中应力变化。结果表明,大坝施工期温度控制良好,温差在规范要求范围内;大坝不同高程典型特征点的受拉应力均符合要求,大坝状态稳定。研究结果可为大坝施工质量控制方法提供参考。

重力坝运行期年变化温度场引起的应力

气温和水温的年变化在重力坝内会引起相当大的拉应力,是重力坝在运行期产生裂缝的重要原因,但目前还缺乏一套实用的计算方法,笔者提出了一套计算公式,可用以计算不同表面保温条件下气温和水温年变化在重力坝内引起的应力并从而计算表面保温的效果。

龙滩碾压混凝土重力坝连续浇筑混凝土可行性研究

结合施工过程,应用三维有限单元法,对龙滩大坝连续浇筑混凝土的温度及温度应力,进行仿真计算的研究。论述了加快施工进度,连续上升浇筑混凝土的可行性,必要条件及需要采取的温控措施。

小湾拱坝温度场及温度应力全过程仿真研究

小湾拱坝作为高拱坝,其温控防裂是保证坝体正常施工和安全运行的重要措施。采用三维有限元法对小湾拱坝22号坝段施工期温度场及温度应力进行全过程仿真分析,得到了其温度场及温度应力变化的一般规律。仿真中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程,仿真结果对小湾高拱坝的温控设计有参考价值。

浇筑温度对碾压混凝土重力坝温度应力的影响

采用三维有限元浮动网格法模拟碾压混凝土重力坝薄层施工过程 ,对百色碾压混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、温度徐变应力场进行了全过程仿真计算 ,分析了按旬平均气温浇筑和设计浇筑温度浇筑两种不同浇筑温度对坝体温度应力分布的影响。

双辊铸轧薄带钢侧封板磨损机理及热应力分析

为了提高双辊铸轧薄带钢工艺中侧封板的使用寿命 ,设计了单独式和组合式的侧封板并对制作侧封板的材料进行了评价·采用抗钢水侵蚀浸蘸实验和铸轧实验 ,观察了侧封板的腐蚀、磨损和裂纹分布规律·利用ANSYS有限元分析软件对侧封板的温度场和热应力场进行了数值模拟 ,比较了不同预热温度条件下的热应力分布规律·结果表明 ,组合式侧封板对铸轧过程的稳定性和改善侧封板的使用寿命效果较好 ,氧化锆质耐火材料制作的侧封板具有较好的综合性能 ,熔融石英侧封板的腐蚀主要是由于SiO2 与钢水中的MnO反应生成低熔点的化合物所致 。

龙滩大坝仓面长间歇和寒潮冷击的温控防裂分析

结合龙滩高碾压混凝土重力坝的设计和施工组织安排,进行了坝体最不利长间歇仓面和在长间歇期间遭遇坝区最大一次寒潮冷击的坝体温度应力的三维有限元仿真计算。计算结果表明,在不利高程262m仓面长间歇不会导致混凝土裂缝的产生;但是,如不采取任何温控措施,寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响,比如坝上游面劈头缝的产生。经对寒潮来临前采取不同保温措施的温度应力计算分析,建议在低温季节来临前就应适时采取2 5cm厚的泡沫塑料板进行坝体表面保温。另外,龙滩大坝还需采取综合性的温控防裂措施,以确保大坝不裂。

严寒地区碾压混凝土坝温度场和温度应力仿真分析

为了大坝的安全施工,利用大型有限元软件ANSYS对位于新疆某水电站碾压混凝土重力坝段进行了有限元仿真计算,获得了该坝段混凝土结构温度场和温度应力场的分布及其随时间的变化规律。结果表明:严寒地区坝体越冬层面对大坝建成后裂缝产生有较大影响,在施工期和运行期应采取保温措施。

混凝土高拱坝施工期温控防裂仿真研究

混凝土高拱坝封拱和蓄水是一个持续时间较长的动态交替过程,浇筑方案对坝体施工期温度场和温度应力有着重要的影响。采用三维有限元法对小湾混凝土高拱坝22号坝段两种浇筑方案的施工期温度场及温度应力进行了全过程仿真分析,得到了高拱坝温度场及温度应力变化的一般规律,提出了减小二期冷却结束时温度应力的措施。仿真计算中考虑了坝体混凝土材料的热力学性能、浇筑过程、水管冷却、环境温度变化、封拱和蓄水过程。仿真结果对混凝土高拱坝的温控防裂设计有参考价值。

上犹江溢流坝段闸墩裂缝成因和结构安全影响研究

采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击所致,并认为至今裂缝开裂程度基本已经稳定,对结构静力安全没有明显影响,但鉴于结构耐久性考虑,需要尽早进行灌浆加固处理,并要特别强调裂缝处理的防渗要求,防止墩内钢筋锈蚀所引起的混凝土破坏。

水电站厂房坝段温度场和热应力仿真研究

本文模拟了水电站厂房混凝土施工过程,即考虑混凝土热力学参数随龄期的变化,采用三维有限单元法进行了温度场和热应力仿真计算研究。结果表明:若对低温季节浇筑的部位,采取自然入仓浇筑方式,高温季节浇筑的部位,采取控制浇筑温度和采用天然河水冷却的措施,最高温度和最大热应力均可满足规范要求。研究成果可为有关厂房坝段的设计、施工和温度控制提供参考。

寒潮对碾压混凝土重力坝的影响性分析

根据碾压混凝土重力坝设计和施工组织安排，采用三维有限元浮动网格法对遭遇寒潮冷击时坝体的温度场和应力场进行了仿真计算。如不采取任何温控措施，寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响。计算结果表明，对刚刚浇筑的混凝土表面加强保护可防止产生大量的裂缝。

浇筑层厚对碾压混凝土坝温度场和应力场的影响

高混凝土坝浇筑时材料用量大、施工条件复杂、建设周期长,同时又需考虑温度控制、结构应力、施工环境等因素对坝体安全的影响。为此,以某工程碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法,研究了不同的混凝土浇筑层厚度对大坝温度场与应力场的影响。结果表明,早期坝体内部的最高温度随浇筑层厚的增加而增大,坝体不同区域最高温度不仅受浇筑厚度的影响,同时也与大坝浇筑的时间相关;基础垫层混凝土、三级配碾压混凝土和二级配常态混凝土区域最大拉应力随浇筑厚度的增大而增大。

空心芯棒服役过程温度场及热疲劳有限元分析

针对Φ340 mm MPM机组芯棒服役过程建立三维有限元模型,设计空心芯棒内径尺寸,分析空心芯棒服役过程温度场和空心芯棒表面热疲劳。分析认为:对于外径为358.1 mm的空心芯棒来说,内径在200～240mm时能较好地平衡减重和控制变形;内径为214 mm的空心芯棒,在轧制、第1次空冷、第1次水冷3个阶段的温度场与实心芯棒相同区域的温度场基本一致,而在其他各服役阶段时的内表面温度比实心芯棒相同位置处高13～18℃。空心芯棒与实心芯棒的热应力的差别,导致空心芯棒的环向和轴向裂纹比实心芯棒萌生更早、扩展速度更快。

新型膨胀螺栓锚固下外保温墙体的有限元分析

为了探讨温差作用对新型膨胀螺栓强度的影响以及被锚固的外墙外保温板空鼓、开裂的原因,采用有限元方法,分析了温度荷载作用下膨胀螺栓及保温板的温度分布,并通过热-结构耦合分析,得到其位移场、应变场和应力场.有限元分析结果表明,被锚固外保温板空鼓、开裂主要是由于锚栓盘的限制及外保温防护体系的性能差异所造成;在热应力作用下新型膨胀螺栓满足强度要求.在实际工程中保温层各相邻层的弹性模量、线膨胀系数等性能应逐层渐变,并应提高抗裂砂浆柔韧性.该研究有利于新型膨胀螺栓的推广及外墙外保温技术的应用与完善.

牛路岭空腹重力坝坝体温度场分析

本文根据海南半路岭水电站空腹重力坝十余年的实测温度资料，对该坝的坝体边界温度、坝体封拱温度场、坝体稳定温度场进行了全面分析；并就封拱温度场和稳定温度场的实测结果与设计拟定值的差异对坝体应力的影响，用有限单元法进行了估算。

小湾高拱坝温度场及温度应力仿真研究

小湾拱坝是目前世界上已建和在建的最高拱坝,其温控防裂是保证坝体正常施工和安全运行的重要措施。采用三维有限元法对小湾高拱坝22号坝段施工期温度场及温度应力进行全过程仿真分析,得到了小湾拱坝温度场及温度应力变化的一般规律。仿真中考虑了坝体材料的热力学性能、浇筑过程、环境温度变化、封拱和蓄水过程。仿真结果对小湾高拱坝的温控设计有参考价值。

碾压混凝土拱坝温度应力场仿真研究

拱坝是固结于基岩的空间壳体结构,体型较为复杂。针对拱坝易存在的温度裂缝问题,结合碾压混凝土拱坝的施工特点及进度计划,采用三维有限元浮动网格法进行温控仿真研究计算。计算结果表明:在高温月份控制碾压部位坝体混凝土的入仓温度,对不同区域碾压的混凝土进行初期、中期和后期冷却,最大温差和最大应力均可满足拱坝温控设计要求。计算结果为预防坝体混凝土开裂提供了重要理论依据。

格八拱坝温度应力有限元分析

利用有限元软件对格八拱坝加固部分新坝体温度场和温度应力场进行了仿真分析。仿真过程中,通过竣工时温度等值线图、第一主应力图,拱冠梁温度包络图、温度应力包络图,以及不同高程的温度变化曲线,得出了格八拱坝温度场和温度应力场的分布规律。有限元分析中考虑了温度场及温度应力场的参数敏感性,混凝土绝热温升随龄期的变化、分成浇筑等因素的影响,具有一定的精度,可以为该坝温控标准和温控防裂措施提供一定的依据。