文档介绍：南昌大学
硕士学位论文
碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究
姓名:胡
申请学位级别:硕士
专业:水利水电工程
指导教师:张文捷
20091201
摘要碾压混凝土拱坝是在近二三十年内得到迅速发展的一种坝型,它结合了混凝土坝在材料上和土石坝在分层施工上的各自优点而形成的具有施工速度快、施工方法简便、建设周期短、工程投资少、大坝运行性能良好。但由于大坝采用大仓面分层碾压,浇筑上升速度快,碾压时形式上已封拱,混凝土的热传导性又极差,在浇筑硬化过程中积聚的大量热量很难在短期内散发,内部非线性温度限制了温降时的自由收缩,将产生温度拉应力,在坝体表面裂缝尖端有应力集中,很可能导致深层裂缝或贯穿裂缝,同时在近基础部位由于基岩的强约束作用,也很可能有基础贯穿裂缝,破坏坝体整体性,而且内外温差引起的裂缝多发生在最关键的拱冠和拱端的高应力区,因此温度应力是碾压混凝土拱坝设计主要应力之一,是防止施工期和运行期裂缝而采取温控防裂措施的主要设计依据,但究竟温度应力有多大,需采取哪些措施来预防和避免这些危害性裂缝,这就要提供可靠的温度应力数据,才能达到确指导防止裂缝的目的。解决温度应力的主要工程措施是施工过程中的温度控制,为了防止坝体产生危害性的裂缝,降低大坝运行的安全隐患,本文在拱坝设计过程中根据┕过程特点,采用三维有限元计算分析的方法,对拱坝进行深入细致的温度场及温度应力仿真分析,循序渐进地揭示大坝无缝无温控措施、有缝无温控措施、有缝有温控措施等工况下大坝的温度及温度应力状态,发现合理的分缝能减少混凝土内部的相互约束,释放内部应力,根据此结果提出合理的大坝分缝方案,得出相应的温控标准,制定合理的防裂措施,同时为了避免坝体近基础处应力集中的产生,还计算了大坝有限元等效应力。本研究课题以江西省山口岩碾压混凝土拱坝为依托,仿真分析结果显示降低后的大坝温度应力和等效应力满足设计规范要求,可以为工程的设计提供参考并推荐最佳的施工措施及方案。关键词:碾压混凝土拱坝;三维有限元;温度场;温度应力:分缝;仿真分析;温控措施\
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靴敝储签名汪崆┭浩冢荷晨年,挛学雠文作者签名颍豪静手写,张蠢趣墼露呷,硝巧学位论文独创性声明/学位论文版权使用授权书其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得直昌太堂或其他教育本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定,有权检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ签字日期:签字同
第滦髀问题的提出碾压混凝土拱坝的发展我国碾压混凝土筑坝技术是从国外引进并在近三十年内得到迅猛发展,碾富有中国特色的一种筑坝型式。封拱,这样坝体内部以及跟基础的约束增大了,同时水泥在凝结硬化时,产生大量的水化热,使坝体温度升高,在短时间内散发热量很少,砼体积有所膨胀,达到最高温度以后,在热交换作用下温度将由最高温度降至准稳定温度,此过程中必将出现温差,引起坝体内部及坝基等的相互约束,进而导致温度应力,拱端的部位很容易发生,最为严重的是遇到恶劣旋工气候条件下,坝体温度急剧发生变化甚至可能有贯穿裂缝出现,这对大坝带来安全隐患。为此需采取措施,减小约束条件,降低混凝土发热量,解决因温度变形而措施,就是为了防止出现过大温度应力,在拱坝设计时应根据施工过程和运行条件对其进行温度场和温度应力的仿真计算,分析中考虑各种影响因素,根据仿真计算结果指导确立施工时可以采取的必要温控措施,并在施工过程中尽可能得以落实。目前通过分缝来消放过大温度应力是工程上常用的措施,因此有必要研究适合碾压混凝土拱坝的分缝型式和在旌工过程中需采取哪些有力的温控措施来进行防裂,这对碾压混凝土拱坝安全设计尤其重要。普通混凝土的历史发展比较早,美国学者在上世纪年代初提出碾压混凝土概念,我国在年已着手研究碾压混凝土。三十多年来碾压混凝土以其自身的优点己广泛应用于水工结构中。街只炷恋亩ㄒ濉压混凝土拱坝发展过程先后经历了从拱围堰、低拱坝再发展到高拱坝,形成了碾压混凝土拱坝采用大仓面分层碾压连续上升的工艺,施工时形式上己经如果该应力超过极限拉伸强度就会出现