碾压混凝土坝施工期徐变温度应力场快速仿真技术

水管冷却是一种常用的混凝土温控技术,对减少坝体裂缝有重要作用.受计算机硬件水平限制,目前在微机中模拟碾压混凝土坝内的每根冷却水管存在一定困难,因此,兼顾仿真计算精度和速度,综合等效算法和精细算法的优点,提出一种碾压混凝土坝徐变温度应力场的快速仿真技术,即在坝体基础约束区用精细算法计算,而在其它区域用等效算法计算,最后通过工程实例验证其可行性和实用性.     

基于等效时间的混凝土绝热温升

对不同养护温度下的混凝土绝热温升进行了研究,采用化学反应速率描述环境温度对混凝土绝热温升的影响,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系．引入等效时间的概念,根据Arrhenius函数和指数函数研究水化热化学反应速率随温度的变化,最后采用反演分析方法中的最小二乘法回归分析试验数据,确定绝热温升和等效时间的关系式．结果表明,温度对混凝土水化热最高绝热温升影响不大,对于某种混凝土存在唯一的绝热温升与等效时间关系曲线,可以用等效时间描述温度对混凝土绝热温升的影响．     

水泥土泥皮下土与结构接触面的单剪特性

采用大型单剪仪进行粗粒土与混凝土接触面在水泥土泥皮(粘土中掺入水泥)条件下的剪切试验,揭示泥皮条件下接触面的力学特性与机理.试验结果表明,峰值强度以及剪胀发生所对应的位置与法向应力大小有关,峰值强度所对应的剪应变滞后于产生剪胀的位置.剪切破坏时,在同一高度处,法向应力越大,切向位移也越大;同样的法向应力及高度处,切向位移随水泥含量的提高而增大.以单剪试验为原型,采用颗粒流模拟程序PFC建立水泥土泥皮条件下粗粒土与混凝土接触面的单剪模型,通过对接触面试验试样内部特征点在剪切过程中运动状态的追踪,分析了土体的扰动高度及其主要影响因素.研究发现,扰动高度与粗粒土的最大粒径、法向应力以及粗糙程度(有无泥皮)等有关.对粗粒土,靠近结构面3～4倍最大粒径的区域内土颗粒切向位移明显,形成明显的剪切错动带,因此,建议该剪切错动带厚度为有厚度接触面单元厚度.     

基于施工条件的龙滩碾压混凝土重力坝温度应力仿真分析

根据龙滩大坝实际施工条件,采用三维有限元模型模拟了大坝浇筑和运行过程中的温度场和应力场,并与大坝原型观测资料进行了对比.结果表明,挡水和泄水坝段最高温度发生在二级配碾压混凝土和变态混凝土区,总体计算结果与实测资料基本一致,绝大多数位置的温度和应力满足设计要求,局部位置略有超标,主要为施工中层厚偏大、浇筑温度偏高引起,但仍然满足安全运行要求.