寒潮作用下高海拔地区混凝土重力坝防裂措施研究

摘要

混凝土重力坝体积大、工期长，在施工期和运行期难免遇到气温骤降。在我国西部高海拔地区，昼夜温差大，常年气温偏低，冬季寒潮袭击频繁，温度的剧烈变化经常会使坝体表面出现较大的拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，坝体往往会出现裂缝，影响坝体的正常使用，甚至带来更大的危害。
　　本文结合高海拔地区某混凝土重力坝，依托大型通用软件ansys，利用APDL语言编制了重力坝施工期温度场和温度应力的仿真计算命令流。编制程序过程中充分考虑了混凝土的浇筑温度、外界气温变化、混凝土的绝热温升、太阳辐射、混凝土的徐变和弹性模量随龄期变化等的影响，仿真得出寒潮作用下混凝土坝的温度场和温度应力变化，在采用不同的保温材料时，对坝体的温度场和温度应力场进行对比分析。
　　计算结果表明：寒潮作用下，裸露的混凝土表面极易产生拉应力，浇筑在基岩上的坝体受到基岩的强约束作用，会产生很大的温度应力。表面采取保温措施后，混凝土与外界环境的热交换减弱，表面温度提高，内外温差减小，有效地减小了寒潮期间混凝土表面的温度应力。保温效果与外界环境变化、保温材料及其厚度有密切关系，合理的选择保温材料对减少裂缝的产生具有重要的意义。

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第1章 绪论

1.1 混凝土重力坝

1.2 研究意义及国内外研究近况

1.3 国内外混凝土表面保温的概况

1.4 本文研究的主要内容和方法

第2章 混凝土重力坝裂缝成因分析

2.1 混凝土的物理力学特性

2.2 混凝土的热学特性

2.3 裂缝的种类及产生原因

2.4 本章小结

第3章 温度场和温度应力计算基本原理

3.1 热传导原 理

3.2 边界条件计算以及近似处理

3.3 有限元计算原理

3.4 混凝土重力坝的特征温度和特征温差

3.5 本章小结

第4章 寒潮期间混凝土的表面保温

4.1 寒潮期间气温变化规律

4.2 表面保温的计算方法

4.3 保温材料

4.4 本章小结

第5章 仿真分析研究

5.1 工程概况

5.2 有限元模型

5.3 材料参数

5.4 仿真计算成果分析

5.5 防裂措施分析

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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