考慮多場耦合的碾壓混凝土壩溫度及應(yīng)力數(shù)值模擬研究.pdf

1、碾壓混凝土壩筑壩技術(shù)發(fā)展幾十年來,以其經(jīng)濟快速,施工簡單等特點而被廣泛應(yīng)用于水利工程上。在壩體施工過程中,混凝土水化熱溫升及施工后期蓄水等因素對壩體應(yīng)力影響較大,碾壓混凝土壩溫度應(yīng)力和溫度控制的研究具有重要的意義。本文綜合考慮了在壩體澆筑過程中施工及外界因素的影響,對碾壓混凝土壩施工過程進行仿真模擬,主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)運用數(shù)值分析方法研究碾壓混凝土壩在施工過程中的溫度場、滲流場對應(yīng)力場的影響,通過壩體澆筑過程三個物理場

2、之間的直接耦合與間接耦合的方法,比較分析了各物理場對壩體應(yīng)力影響的程度。結(jié)果表明:在壩體瞬態(tài)澆筑過程中,溫度場對壩體應(yīng)力值影響較大,而滲流場對壩體應(yīng)力影響較小。
　　(2)研究壩體在施工過程中的瞬態(tài)溫度場及相應(yīng)的溫控措施,以某水電站溢流壩段為依托工程,計算過程中考慮外界氣溫、水溫、混凝土水化熱及間歇期等多種因素。在模擬澆筑過程中分別考慮了采取溫控措施與未采取溫控措施的壩體瞬態(tài)溫度場,通過對比分析研究溫控措施的冷卻效果和壩體溫度隨時

3、間的變化規(guī)律。結(jié)果表明:未采取冷卻措施時,壩體各部位溫度都較高,在整個施工期壩體內(nèi)部最高溫度值都超過27℃,采取冷卻措施之后,壩體各部位最高溫度減低約8℃左右,有效地控制了溫度;蓄水水溫和氣溫對于壩體表面溫度值影響程度較大,在距離表面15m范圍內(nèi)的混凝土后期仍受外界氣溫影響。
　　(3)對壩體考慮冷卻措施的應(yīng)力場規(guī)律進行仿真研究。綜合考慮混凝土徐變、彈模和溫控措施的影響,模擬混凝土壩的澆筑施工全過程,對比分析了壩體整體應(yīng)力值和壩體