快速施工条件下基于变形法的混凝土坝应力分析

为提高混凝土坝的施工速度,可以采用厚浇筑层和短间歇期的快速施工方法。基于中国西南某大型碾压混凝土重力坝的快速施工过程,根据其施工期和初运行期的实测应变,采用变形法计算了混凝土应力,成果较好地反映了快速施工条件下混凝土坝施工期和初运行期的应力发展过程,对类似工程的施工有一定的参考价值。     

夏季采用商品混凝土浇筑大型泵站的温度和应力控制

根据某大型贯流式泵站的流道结构特点、材料特性、施工过程和现场环境等因素,运用三维非稳定温度场和应力场有限元的计算程序,对该泵站的大体积混凝土结构在夏季施工过程中的温度场和应力场进行了仿真计算,对施工期间该泵站可能产生的裂缝作出了预测分析.结果表明,仅采用温控措施无法满足防裂要求,遂提出了结构、材料、施工多项综合措施,对施工期应力进行了有效控制.     

快速浇筑条件下混凝土坝施工期温度与应力特性和防裂方法

针对混凝土坝工程建设投资大、周期长,同时混凝土容易开裂的特点,提出了混凝土坝厚浇筑层、短间歇期的快速浇筑新方法,并以陶岔混凝土坝为背景,从温度控制、防裂安全和施工工艺等角度研究了该方法的可行性和实现策略.基于水管冷却大体积混凝土温度和应力高精度仿真计算理论和方法,对快速浇筑条件下坝体的温度与应力特性和裂缝机理进行了深入分析与探讨,剖析应力安全的主要影响因素,在此基础上提出了合理可行的综合温控防裂方法.混凝土坝脱离基础约束区后将浇筑层厚度从3.0m增加至4.5m甚至6.0m,浇筑层间歇期缩短至7d以内,单纯地从温度控制、应力安全和施工工艺等角度分析,是基本可行的,但须采取更加严格的温控措施.研究表明,浇筑层厚越大,早期坝体内部最高温度越高,仓面及坝体表面温度梯度越大;间歇期缩短,坝体内部最高温度增加,但仓面温度梯度减小,坝体表面温度梯度增加,拉应力与温度梯度呈正相关关系.新方法能够在确保坝体应力安全的前提下显著加快混凝土坝建设速度,在混凝土筑坝技术领域应用前景广泛.     

不同材质水管温控防裂对比分析

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一.对不同材质的冷却水管的温控防裂效果进行研究后发现:铁管的冷却效果最好,但容易出现管壁混凝土应力问题且花费较高,钢丝网塑料复合管冷却效果次之,HDPE管最差.在工程实践中要根据工程现场的实际情况经过精细的仿真计算分析来确定所需水管、合理的水管层距和间距及冷却过程.     

不连续岩体二维复合单元法前处理

研究了不连续岩体二维复合单元法前处理问题,重点讨论了区域行波法自动离散、复合单元拓扑信息自动生成时的线段求交、虚实结点采用和子单元块细分等几个关键问题．给出了不连续岩体复合单元拓扑信息自动生成程序系统流程图,利用面向对象技术开发了相应的前处理器．以三板溪进水口边坡为算例对该系统的功能与稳定性进行了考证,并和有限元分析的前处理过程进行了对比,证明了其可用性和高效性．     

五峰山长江大桥大体积锚碇混凝土的施工期应力数值仿真及控制

针对五峰山长江大桥大体积锚碇混凝土结构在施工期容易开裂的难题,运用考虑水化度和埋置式冷却水管模型的三维有限元计算程序,对该锚碇的大体积混凝土结构在施工过程中的温度场和应力场进行了仿真计算.计算结果表明,锚碇混凝土内部温度高于表层,但表层温度时空梯度较大,故拉应力大于内部.在采用多个工况对拉应力进行仿真控制时,发现由于结构尺寸巨大,仅依靠温控措施无法达到防裂要求,需综合采用材料、温控、结构等防裂措施才能将拉应力降至抗拉强度范围内,有关措施可为今后类似工程提供借鉴.     

混凝土结构施工温控仿真辅助分析软件开发

目前专门用于混凝土施工期温控防裂辅助分析软件较少,而通用的商业有限元软件往往要经过二次开发才能对施工期混凝土结构常用的温控措施进行精确仿真,在成熟的温度场及应力场有限元计算程序基础上,采用VC、Fortran语言和OpenGL图形库编制了便于人机交互的混凝土结构施工期温控仿真分析软件。介绍了该软件研制方法,各模块构成及主要功能。工程技术人员可以方便的采用该软件对各种拟定的温控方案进行仿真及对比分析,从而优选出经济可靠的温控方案,提高结构的质量。     

混凝土致裂应力与内外约束和徐变的关系

温度变形、自生体积变形和徐变等受内外约束是混凝土裂缝产生的主要原因．为研究水化反应过程中混凝土内部由于温差、温变幅度和线胀系数差异存在的相互制约关系,减少内外约束下温度和自生体积变形及早龄期混凝土开裂,需要对混凝土温度场和应力场进行精确的仿真．通过仿真计算并根据现场模型试验结果对混凝土温度应变、自生体积应变、徐变、内外约束应变进行反分析研究表明,早龄期混凝土致裂应力主要与徐变和内外约束有关     

堆石坝混凝土面板施工期裂缝成因及预防方法

针对堆石坝混凝土面板施工期普遍存在开裂的问题，在前人以温度应力为主要研究对象的基础上，考虑了干缩应力，编制了温湿耦合程序并进行验证.从混凝土面板长度，面板两侧横缝约束强度，环境相对湿度和保温保湿措施方面对某堆石坝混凝土面板进行了温度应力、干缩应力以及温湿耦合应力仿真计算，并对计算结果的温度、湿度、应力进行了综合的对比与分析.结果表明，当环境相对湿度为0.3,温湿耦合应力最大值是温度应力最大值的近2.46倍.当环境相对湿度为0.6,相对湿度下降相同的幅度5%,第60天拆模拉应力涨幅为第5天拆模拉应力涨幅的近2.28倍.此外，横缝约束作用将导致面板最大拉应力最大涨幅约为75%.解释了该堆石坝混凝土面板施工期裂缝成因，得出了“半定量”的关系，并提出相关的预防方法，可为类似工程提供参考.