文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
某高拱坝应用外掺 MgO 砼快速筑坝
技术的三维有限元仿真计算研究
罗军杨光华
广东省水利水电科学研究院
[ 摘要] 采用在 ANSYS 平台上开发的《外掺 MgO 砼快速筑拱坝三维有限元仿真计算程序》,对粤北某
120 米高拱坝,分别按掺与不掺 MgO 的工况,进行了施工期和运行蓄水期的全过程仿真计算,
着重对比分析了外掺 MgO 砼的补偿作用,结论认为在超过 100 米级的高拱坝中,本程序及研
究思路同样可用于其仿真计算研究,并且高拱坝上采用外掺 MgO 砼快速筑拱坝新技术也具有
实用性,是可行的,相关计算参数和研究流程可作同类工程计算研究时参考。
[ 关键词] 高拱坝;外掺 MgO 砼;三维有限元仿真计算;ANSYS
1 前言
按广东省水利厅“外掺 MgO 砼不分横缝快速筑拱坝技术应用研究”科研项目总体布置【1】,
设定粤北某高拱坝(代称粤潭拱坝,以下同)采用外掺 MgO 砼不分横缝快速筑拱坝技术,对
其进行三维有限元仿真计算,以研究该新技术的应用条件和适用范围,为推广该项应用技术
作进一步的探讨;同时也是为了验证已研制的《外掺 MgO 砼快速筑拱坝三维有限元仿真计算
程序》【2】【3】能否方便应用于一个较高的大坝工程,以对程序作进一步的完善。
2 计算模型和计算参数
工程概况及有限元模型的建立
粤潭拱坝为高坝大库,最大坝高 ,砼方量为万 m3,水库总库容亿 m3,
属Ⅱ等工程,坝底高程 ,坝顶高程 ,主要挡水建筑物按 100 年一遇洪水标准设
计,1000 年一遇洪水校核。
根据施工进度安排,总计拱坝坝体部分分为 566 个浇筑块。从上游面到下游面的厚度方
向共划分 3 层单元。划分坝体单元数:7610,坝体结点:10647,总体单元数:10242,总体
结点数:14472。其坝体单元剖分网格见图 1。因研究的主要对象是拱坝砼浇筑过程和运行
期坝体的温度场与应力场性态,模型对坝基部分的单元剖分作了较大的简化处理。

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2004 ANSYS 中国用户论文集
主要计算参数
大坝砼材料和基岩的主要热学、力学参数见表 1。
表 1 大坝砼材料和基岩的热学、力学性质
序号单位砼基岩说明
1 导温系数 m2/h
2 导热系数 kJ/m·h·℃
3 比热 kJ/(kg·℃)
4 绝热温升℃ Tr=28t/(+t) -
(从上到下共分3种地基材
5 弹性模量E Gpa E=*(1-exp(-.599*))
料)、6、24
6 密度 kg/m3 2450 2450 砂岩砼
7 泊松比
8 线膨胀系数/℃ *10-6 *10-6
9 徐变第三种蠕变模型隐式格式 ANSYS自带处理
粤潭拱坝的各项材料参数、施工参数如环境温度、浇筑进度等资料的选取是由有关专家
既从研究角度出发又参考粤北地域环境的实际情况后给出的。
外掺