公伯峡堆石坝面板温度应力及干缩应力问题研究

摘要

混凝土面板堆石坝筑坝技术是现代坝工建设领域取得的一项具有重大意义的技术成就.这种新坝型目前已成为许多工程的首选坝型.但众所周知,混凝土面板的防裂是混凝土面板堆石坝进一步发展的关键技术难题之一.大量工程实践经验表明,面板的裂缝尤其是贯穿性裂缝的产生主要是由于温度应力和干缩应力引起的.但目前国内外对面板温度应力和干缩应力问题的研究还没有引起足够的重视,或者研究的深度还十分有限.该文从公伯峡水电站混凝土面板的施工实际出发,以大坝标准剖面(面板F9)及左岸坝段典型剖面(面板F36)为研究对象,采用非线性有限元法,考虑面板施工及运行的外界气候条件及面板混凝土在施工期的弹性模量、徐变度等随时间变化的因素,针对各种可能的面板保温养护措施、施工期间可能发生的较为不利的寒潮和气温骤降等情况,模拟面板的实际施工过程及运行过程,分别进行了施工期及运行期面板温度场和温度应力的全过程仿真分析;考虑面板施工的外界湿度条件,针对各种可能的面板保湿养护措施,模拟面板的实际施工过程,进行了施工期面板湿度场和干缩应力的全过程仿真分析.通过上述仿真分析,获得了公伯峡水电站面板堆石坝面板温度场和湿度场以及温度应力和干缩应力的变化规律及分布特征.在此基础上,建议并提出了相应的面板表面温控及湿控措施.该文的研究成果不仅可为公伯峡水电站的面板温控和湿控防裂提供直接的技术支持,具有较高的实用价值,而且对类似工程问题的解决具有重要的参考价值.

目录

文摘

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第一章概述

1.1混凝土面板堆石坝技术的发展概况

1.2混凝土面板堆石坝技术研究的现状

1.2.1研究现状及其成果

1.2.2存在问题与不足

1.3本文的研究目的和意义

1.4本文的研究内容

第二章公伯峡水电站概况及计算依据

2.1公伯峡水电站概况

2.1.1公伯峡水电站枢纽布置

2.1.2公伯峡面板堆石坝技术研究的现状及存在的不足

2.2计算依据

2.2.1气象资料

2.2.2面板混凝土热力学指标

2.2.3面板混凝土湿度及干缩力学指标

2.2.4坝体其他材料及基岩的热和湿度物理力学指标

第三章面板温度场计算原理与结果分析

3.1温度场计算原理

3.2有限元计算模型及计算方法

3.2.1典型剖面的选取

3.2.2地基范围的选取

3.2.3有限元网格剖分

3.2.4温度场计算方法

3.3施工期温度场计算结果分析

3.3.1面板F9施工期温度场计算结果分析

3.3.2面板F36施工期温度场计算结果分析

3.4运行期温度场计算结果分析

3.4.1面板F9运行期温度场计算结果分析

3.4.2面板F36运行期温度场计算结果分析

3.5面板温度场变化及分布规律分析

第四章面板温度应力计算原理与结果分析

4.1温度应力计算原理

4.1.1温度应力计算

4.1.2温度徐变应力计算

4.2有限元计算模型与温度场计算

4.3施工期温度应力计算结果分析

4.3.1 F9施工期温度应力计算结果分析

4.3.2 F36施工期温度应力计算结果分析

4.4运行期温度应力计算结果分析

4.4.1 F9运行期温度应力计算结果分析

4.4.2 F36运行期温度应力计算结果分析

4.5面板温度应力变化及分布规律分析

第五章施工期面板湿度场计算原理与结果分析

5.1计算原理

5.2有限元计算模型及计算方法

5.3施工期湿度场计算与结果分析

5.3.1 F9施工期湿度场计算与结果分析

5.3.2 F36施工期湿度场计算与结果分析

第六章施工期面板干缩应力计算原理及结果分析

6.1计算原理

6.2有限元计算模型及计算方法

6.3施工期干缩应力计算与结果分析

6.3.1 F9施工期干缩应力计算与结果分析

6.3.2 F36施工期干缩应力计算与结果分析

第七章结语

参考文献

致谢