基于有限元方法的寒区碾压混凝土坝温度场特征及影响因素研究

发布时间：2021-09-16 19:54

　　在寒区建设的碾压混凝土坝,虽然混凝土水化热减少,但是由于气温环境复杂,仍然存在温度致裂风险。本文以内蒙古西屋盖沟某碾压混凝土坝为研究对象,结合有限元方法和实测数据,研究了坝体在施工阶段的温度场,给出了寒区碾压混凝土坝温度场分布特征;通过坝体混凝土最高温度和里表温差这两个指标,研究了影响寒区碾压混凝土坝温度场的影响因素,给出了混凝土浇筑间歇时间、浇筑温度和浇筑开始时间对寒区碾压混凝土坝温度场的影响规律。研究结果表明:有限元计算的温度场能反应坝体结构的实际温度场;坝体各区域最高温度值均小于规范限值,但由于气候原因导致坝体表面温度较低,外包层常态混凝土的最大里表温差达29.8℃,超过了规范限值;增加混凝土浇筑间歇时间和降低混凝土的浇筑温度可以降低坝体的最高温度和里表温差,而浇筑开始时间对坝体的最高温度和里表温差的影响受气温影响较大。 

【文章来源】：内蒙古大学学报(自然科学版). 2020,51(06)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

坝体有限元模型(单位:m)

1#、3#、7#和13#4个代表性测点的温度测值与计算值在0-30d内随时间增长的变化曲线见图4。从图4可以看出,各测点温度值有限元仿真结果与实测结果随时间的变化规律一致,误差在有效范围之内。混凝土浇筑完成初期,受水泥水化热影响,温度达到峰值; 随着水化反应完成,坝体表面温度值逐渐下降; 坝体混凝土内部温度受下一阶段浇筑混凝土水化热的影响,先下降后上升,在第25天出现峰值后又逐渐下降。图4 各测点温度实测值与计算值

坝体施工阶段的温度峰值分布见图6。由图6可知,常态混凝土在施工阶段的温度峰值明显高于碾压混凝土。常态混凝土和碾压混凝土均在浇筑后第3天达到温度峰值,常态混凝土的最大温度峰值约为60.0℃,出现在上游常态混凝土(Ⅱ区)内部; 碾压混凝土(Ⅶ区)的最大温度峰值约为50.7℃,出现在靠近上游常态混凝土(Ⅱ区)的部位。图6 坝体施工阶段温度峰值云图(单位:℃)

【参考文献】：
期刊论文
[1]碾压混凝土坝温度场数值模拟及温控措施分析[J]. 李佳红,安元.  吉林水利. 2016(11)
[2]严寒干旱地区RCC重力坝的保温防裂措施[J]. 牛万吉,王建平,罗清萍,张康.  水利水电科技进展. 2009(01)
[3]高“冷热风干”地区RCC坝仿真计算及温控防裂措施[J]. 李昇,侍克斌,冯晓辉.  水利水电科技进展. 2008(06)
[4]混凝土中水泥水化反应放热模型及其应用[J]. 凌道盛,许德胜,沈益源.  浙江大学学报(工学版). 2005(11)
[5]混凝土绝热温升的实验测试与分析[J]. 王甲春,阎培渝,韩建国.  建筑材料学报. 2005(04)
[6]混凝土水化热瞬态温度场数值计算过程中的水化放热规律及水化速率问题[J]. 李东,潘育耕.  西安建筑科技大学学报(自然科学版). 1999(03)
[7]碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制[J]. 朱伯芳,许平.  水利水电技术. 1996(04)
[8]分层有限分析法稳定性及相容性分析[J]. 何子干,倪汉根.  大连理工大学学报. 1989(03)
[9]碾压混凝土坝温度徐变应力的研究[J]. 董福品,朱伯芳.  水利水电技术. 1987(10)
[10]混凝土的弹性模量、徐变度与应力松弛系数[J]. 朱伯芳.  水利学报. 1985(09)



本文编号：3397195