高寒地区水库静冰压力对砼面板堆石坝的变形及损伤研究
本文选题:CFRD 切入点:冰温度膨胀力 出处:《青海大学》2017年硕士论文
【摘要】:混凝土面板堆石坝(Concrete Face Rockfill Dam,缩写为CFRD),作为一种相对经济的坝型在世界范围被广泛认可,其已成为目前我国水电建设中一种极具竞争性的坝型。CFRD的防渗主要靠上游面的混凝土面板,而为了维持大面积薄层面板的整体性,通常对面板进行分缝处理,并且缝内设置止水结构来用以防渗。虽然分缝缓解了面板的整体应力应变条件,但同时其自身的受力条件也变得异常复杂。高寒地区冬季水库结冰形成冰盖,冰盖在气温升高的情况下会产生温度膨胀力,这种作用力会对面板及止水结构产生不利影响。本文首先对冰的本构模型进行了介绍,通过ANSYS APDL参数化命令语言对冰的瞬态温度场及应力场进行了仿真计算,得到了冰盖内部温度场及应力场的一般分布规律,即冰的瞬态温度场和应力场都集中分布在冰盖上部约15cm的范围内呈非线性变化,冰盖表面呈现冰温度膨胀力极值。而在不同的约束条件下其应力值不同,四周直立墙约束的情况下,应力值最大约0.369MPa。然后,通过对面板和止水结构施加冰温度膨胀力极值,对其进行应力应变分析,研究结果表明:面板应变对施加的冰温度膨胀力响应不明显,属毫米级;对面板的应力X方向(顺水流方向)呈现最大值,约为2.73MPa;对止水结构橡胶盖板的应力最大值约为15.8MPa,对橡胶盖板和扁钢压条的应变也有一定的影响,应当引起重视。
[Abstract]:Concrete Face Rockfill dam. is widely accepted worldwide as a relatively economical dam type. It has become one of the most competitive dam type. CFRD seepage control mainly depends on the concrete face of upstream surface in hydropower construction in our country at present. In order to maintain the integrity of large area thin slab, the face slab is usually divided into joints. While the joint alleviates the overall stress and strain conditions of the face slab, the stress conditions of its own become extremely complicated. The reservoirs in the cold and alpine regions freeze to form an ice sheet in winter. When the temperature increases, the ice sheet will produce a thermal expansion force, which will have a negative effect on the panel and the structure of the water stop. The constitutive model of the ice is introduced in this paper. The transient temperature field and stress field of ice are simulated by ANSYS APDL parameterized command language, and the general distribution of temperature field and stress field in ice sheet are obtained. That is to say, the transient temperature field and stress field of ice are all distributed in the range of 15cm in the upper part of the ice sheet, and the surface of the ice sheet presents the extreme value of the expansion force of ice temperature, but the stress value is different under different constraint conditions. The maximum stress value of the vertical wall is about 0.369MPa.Then, by applying the extreme value of the ice temperature expansion force to the panel and the watertight structure, the stress-strain analysis is carried out. The results show that the response of panel strain to the inflating force of ice temperature is not obvious and belongs to millimeter, and the stress X direction (along the direction of water flow) shows the maximum value for the panel. The maximum stress of watertight rubber cover plate is about 15.8MPa, and the strain of rubber cover plate and flat steel bar is also affected, which should be paid more attention to.
【学位授予单位】:青海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV641.43
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,本文编号:1665616
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