温度荷载作用下拱坝裂缝的断裂力学分析方法

混凝土拱坝或碾压混凝土拱坝,无论在施工期和运行期,温度荷载都是引起坝体开裂及裂缝扩展的重要原因.对坝体裂缝扩展的分析计算,用断裂力学的理论和方法较为适宜.文章提出了用DL08P2程序计算在温度荷载作用下拱坝裂缝的断裂力学计算方法.并以实际工程算例说明了其应用.     

碾压混凝土拱坝施工期温度荷载的计算方法

温度荷载是碾压混凝土拱坝施工期引起坝体开裂及裂缝扩展的重要原因.文章分别介绍了美国垦务局公式和<规范>公式计算碾压混凝土拱坝温度荷载的方法,并与运用温度场仿真计算与反分析相结合的方法进行对比,得出后面的方法有更大的优越性.     

拱坝温度裂缝扩展稳定性分析

用断裂力学方法分析拱坝坝体裂缝扩展稳定性的有关问题，就拱坝在运行期温度荷载的计算、温度断裂有限元及裂缝扩展的断裂判据等方面作了分析，并用自编的断裂有限元程序进行了平面断裂问题的范例计算.     

混凝土拱坝温度裂缝及其扩展稳定性分析

在朱伯芳院士所提出的拱坝温度荷载计算方法基础上，提出了按混凝土损伤和断裂理论进行混凝土拱坝的温度裂缝及其扩展稳定性的有限元方法和新的蓄水期温度荷载计算方法，认为温度损伤是产生温度裂缝的内在原因，通过坝体损伤和断裂的耦合计算，判断坝体裂缝的产生及裂缝的扩展稳定性，在损伤计算中考虑了拉，压损伤的等效性，并引入了等价换算系数；同时，在裂缝扩展稳定性判断时，采用了考虑混凝土断裂韧度尺寸效应的断裂判据。     

沙牌碾压混凝土拱坝损伤开裂分析

碾压混凝土拱坝的温度裂缝与一般混凝土坝的温度裂缝有本质区别。为了有效控制坝体开裂,要求分缝设计与应力场仿真分析密切结合。因此 进行了沙牌碾压混凝土拱坝三维非线性应力场的全过程仿真分析,在此基础上对拱坝在不同分缝情况下的损伤开裂行为进行了研究。计算中考虑了温度荷载、自重、静水压力、混凝土徐变和自生体积变形等情况。通过计算分析得出了沙牌碾压混凝土拱坝的开裂规律,为沙牌碾压混凝土拱坝的分缝设计提供了依据。     

高拱坝施工期温度徐变应力分析

在大体积混凝土结构中,温度变化对结构的应力状态具有重要影响,特别是对高拱坝来说,温度荷载是拱坝的主要荷载之一．在对坝体进行应力分析计算时,应掌握温度的变化规律,充分考虑水温、气温等影响因素,本文同时考虑了徐变的影响,运用到工程实际,证明了该方法的正确性．     

一个计算拱坝均匀温度变化荷载的经验公式

本文分析了我国拱坝均匀温度变化荷载t_m计算中沿用的美国经验公式Ⅰ或Ⅱ存在的问题,提出了t_m计算的新经验公式,并运用新经验公式对我国七个有一定代表性的大中型拱坝工程进行了计算,其结果比美国经验公式更接近于理论解。     

温度荷载对拱坝坝肩稳定影响的探讨

本文根据拱坝坝肩稳定计算公式,就温度荷载对拱坝坝肩稳定的影响问题作了初步探讨,结论指出,在一般情况下,温升对拱坝上部坝肩稳定不利,对下部起有利作用,温降则相反;对高拱坝更应注意温降对稳定的不利影响.文中还对拱坝稳定的最不利荷载组合问题以及如何确定拱坝的封拱温度问题作了初步分析.     

一种大宽高比拱坝围堰结构的探讨

安康水电站在宽河谷上修建一座大宽高比的拱坝围堰,其右端支承在基岩上,而左端支承在重力墩(坝体一部分)上。本文介绍拱坝围堰和重力墩所做的结构模型实验和应力计算。试验荷载包括水荷载与温度荷载。对拱坝围堰用拱冠梁法、多拱梁法与板壳有限元法进行了电算。对试验与电算成果进行了对比分析,从而得出结论意见。安康大宽高比拱坝围堰的试验与研究成果亦可供其他宽河谷拱坝设计、施工、科研时参考。这种布置型式,在目前国内是很少见的,而我国南方江河类似情况较多,若经推广,不仅有显著的经济效益,且可加快施工进度,有普遍实用价值。     

带横缝预应力拱坝振动台模型试验与计算分析

为了探究施加预应力对带横缝拱坝抗震性能的影响,进行了振动台模型试验.试验模型采用新疆石门子拱坝的三心圆体型及特定刚性地基的方案(用型钢支架实现),研究了带横缝拱坝在动荷载作用下的反应规律.试验和计算结果表明,在施加预应力之后,不仅在一定程度上减小了横缝在强震荷载下的张开度,也在一定程度上提高了非整体拱坝结构的自振频率.与试验结果对比表明,计算预应力拱坝的简化数值模型基本上可以反映出拱坝在动力荷载作用下预应力钢丝或钢索对坝体动力反应的约束作用.     

保温砂浆外墙外保温系统在不利条件下温度变化规律

为得到保温砂浆外墙外保温系统耐候性保温效果及机理,对其进行耐候性试验,通过布点监测得到各构造层瞬态温度场,计算各层温度变化率及层间温度衰减系数,以对比不同结构层温度变化程度及保温能力。结果表明:在热雨循环15～70℃温度范围内,基层温度最大变化幅度仅为9.12℃,在热冷循环-20～50℃温度范围内,基层温度最大变化幅度仅为28.21℃,其温度改变幅度相较于另外两层明显平缓;基层与保温层层间温度衰减系数明显大于保温层与饰面层。可见系统保温性能优良,保温砂浆层是主要保温结构。     

大型LNG储罐在温度应力作用下热角保护厚度的计算

首先介绍了储罐隔热层的构造.通过理论推导,给出了隔热层、热角保护及外墙温度分布的计算公式.在此基础上,得出外墙温度应力的计算公式,并给出热保护角厚度设计的控制方程.最后对一工程实例进行分析,应用ADINA有限元软件,建立隔热层及外墙温度场计算模型,并进行热-结构耦合计算外墙温度应力.验证了公式的正确性.结果表明在内罐泄漏状态下,外墙温度应力很大,说明热保护角厚度的设计意义重大.     

基于发泡聚氨酯对大坝保温的研究

佛子岭混凝土连拱坝裂缝产生的主要原因是混凝土的温度变形和早期混凝土的干缩变形,文章介绍了保温层的工作原理,研究了裸露坝体的温度效应、表面有保温层的坝体温度效应;研究表明采用发泡聚氨酯对大坝进行保温,能有效地降低大坝的温度应力.     

双辊铸轧薄带钢侧封板磨损机理及热应力分析

为了提高双辊铸轧薄带钢工艺中侧封板的使用寿命,设计了单独式和组合式的侧封板并对制作侧封板的材料进行了评价·采用抗钢水侵蚀浸蘸实验和铸轧实验,观察了侧封板的腐蚀、磨损和裂纹分布规律·利用ANSYS有限元分析软件对侧封板的温度场和热应力场进行了数值模拟,比较了不同预热温度条件下的热应力分布规律·结果表明,组合式侧封板对铸轧过程的稳定性和改善侧封板的使用寿命效果较好,氧化锆质耐火材料制作的侧封板具有较好的综合性能,熔融石英侧封板的腐蚀主要是由于SiO2与钢水中的MnO反应生成低熔点的化合物所致,侧封板的裂纹和损坏主要是由于应力分布不均的结果     

某住宅区屋面混凝土板渗漏原因分析

用有限元法对某住宅的屋面在自重、施工荷载、温度荷载作用下的应力和位移进行了计算。分析结果表明屋面出现的裂缝是由温差影响造成的。隔热层设计不当，是引起屋面渗漏的另一成因。     

考虑温度影响的大体积混凝土应力场分析方法

在大体积混凝土应力场计算中,混凝土的弹性模量和徐变变形都与温度有关,温度场应力场存在耦合现象.根据温度损伤和温度对徐变的影响,建立了考虑温度影响的混凝土弹性模量表达式和徐变应变计算的递推公式.应用粘弹性与损伤耦合和正交各向异性损伤理论,描述了混凝土在高应力水平下的非线性徐变特性和由于微裂缝扩展引起的刚度退化与应变软化,建立了考虑温度影响的大体积混凝土结构应力场分析的有限元表达式.将这一结果应用于沙牌拱坝应力场计算中,考虑温度影响后,发现坝体局部应力可能出现恶化,对开裂控制不利.     

含灌浆横缝碾压混凝土拱坝仿真应力和双轴强度判别

由于施工过程逐层浇注混凝土，自重和温度荷载同时加载，都存在徐变效应。作者提 供了累计温度和自重的徐变应力计算方法和程序，结合碾压混凝土（ＲＣＣ）拱坝工程提供了施工 期仿真应力特点。用简化弹性应力计算施工末期坝体温度下降到运行期坝体稳定变温场受河 床及两岸基础和自身相对变形的约束应力，并和水压应力叠加取得运行期碾压混凝土拱坝仿 真应力，施工期和运行期仿真应力形成最终组合应力。文中提供的混凝土双轴强度判别为应用 仿真应力进行设计提供了条件，仿真计算为碾压混凝土拱坝设计和工程实践提供了可靠依据。     

绝热层对钢包热行为的影响

建立了基于有限元法的钢包二维传热模型,运用Ansys软件对钢包在不同绝热层厚度情况下的热状态及保温性能分别进行了模拟计算.有绝热层的钢包可以明显地提高自身的保温性能,且随着绝热层厚度的增加,保温效果愈加突显,但幅度越来越小.与无绝热层的钢包相比,在绝热层厚度达到20 mm时,钢包预热时间缩短约1 h,节约煤气消耗1000 m3,降低钢水温降约6℃.在热饱和阶段,钢包外壁温度平均降低了100℃,包壁散热减小,1h可以节能1255680kJ,折合标准煤43kg.最后利用现场实测数据进行了验证,结果表明模拟结果正确可信.     

混凝土重力坝加高的温度场及温度应力研究

本文利用Ansys软件对混凝土重力坝加高施工期及运行期的温度场及温度应力进行了研究。研究结果表明,重力坝加高过程中混凝土温度场的变幅很大,受外界温度的影响也比较大,产生了较大的拉应力．