涵闸加固工程中的固结及温度应力研究

摘要

根据全国水闸规划资料分析和实地调查，约有一半的大中型水闸存在各种各样的病险情况。只有尽快对这些病险水闸进行除险加固，才能保证水闸安全，减免洪涝水害给国民经济造成的损失，保障水闸上下游防洪保护区人民的生命和财产的防洪安全。 部分病险水闸闸室不稳定，抗滑安伞系数不满足要求，工程中采取接长闸室的加固方式来增加整体的抗滑稳定性。地基为土基的该类加固工程中，原闸基与新接长闸室底板下闸基固结压力不同，不同范围的地基土力学性质存在着差别。因此闸室接长后，闸基必然有一个新的固结过程，这将导致新老闸室应力的重新分布。对于新浇筑底板，由于受到老底板对其的侧向约束，新浇筑底板内部所产生的温度应力将与新建在土基上的水闸底板的温度应力有所不同。因此，温度应力与固结问题是此类加固工程中的重点问题。 本文结合嶂山闸加固工程实例，采用了有限元软件ABAQUS对该工程中的温度应力和固结问题进行了较详细的计算，计算结果在工程中得到实际应用并取得了预期的防裂效果。将计算结果与工程现场实测的温度场、温度应力进行比较，两者的结果较接近。论文取得以下研究成果： 1.对于土基上的水闸加固工程，老底板对新底板的侧向约束将引起很大的温度应力，其数值远大于其它荷载引起的应力。目前设计规范尚未涉及侧向约束情况下的温度应力计算。 2.提出了一种新的温度钢筋配置方法并验证了其有效性。该方法在涵闸加固工程中对防止产生危害性较大的贯穿性裂缝的作用优于目前常规的配筋方法。 3.得到了采用向上游接长闸室的水闸加固工程工后长期固结后的固结变形规律，包括闸身混凝土结构的拉/压应力数值分布，加固荷载引起的闸身变形沉降。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究目的和意义

1.2土的固结理论研究概述

1.3大体积混凝土温控问题国内外研究概况

1.4嶂山闸加固除险工程的概况

1.5本文主要研究内容和成果

第二章比奥固结理论及其有限元求解

2.1引言

2.2比奥固结理论

2.3比奥固结理论的有限元求解方法

2.4本章小结

第三章混凝土温度场和徐变应力场的有限元求解

3.1引言

3.2混凝士的热学性能

3.3瞬态温度场的有限元计算原理

3.4徐变应力场的有限元计算原理

3.5本章小结

第四章嶂山闸加固工程三维有限元固结及应力计算分析

4.1引言

4.2计算参数

4.3有限元计算模型

4.4计算结果与分析

4.5本章小结

第五章嶂山闸加固工程中新浇筑底板温度应力计算分析

5.1引言

5.2材料参数

5.3有限元计算模型

5.4计算结果与分析

5.5现场实测数据

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1本文总结

6.2展望

参考文献

致谢