嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面混凝土防裂措施研究.pdf

1、我國西北與東北大部分地區(qū)最冷月平均氣溫低于-10.0℃，屬嚴(yán)寒地區(qū)。由于碾壓混凝土壩具有施工速度快、造價低等優(yōu)點，在嚴(yán)寒地區(qū)也是非常有競爭力的壩型。嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩的施工與氣候溫和地區(qū)相比較，最大的區(qū)別在于其施工期一般為每年的4月份～10月份，10月底至翌年4月初由于外界氣溫太低，不適宜澆筑混凝土，越冬層面須間歇5個月之久。由于上、下層混凝土的大溫差及下部混凝土對上部混凝土的強約束，致使壩體越冬層上、下游面易出現(xiàn)水平裂縫。如何有效防

2、止和減少越冬層面水平裂縫的產(chǎn)生是嚴(yán)寒地區(qū)修建碾壓混凝土重力壩面臨的嚴(yán)峻課題。本文主要進行了以下研究工作：
　　 (1)針對我國在嚴(yán)寒地區(qū)已建碾壓混凝土重力壩越冬層面出現(xiàn)水平裂縫這一工程實際問題，分析了越冬層面水平裂縫出現(xiàn)的原因，并提出改善越冬層面混凝土溫度應(yīng)力的措施。
　　 (2)根據(jù)熱傳導(dǎo)理論及有限元方法建立溫度場與溫度應(yīng)力場有限元計算方程；在大型商業(yè)有限元計算軟件ANSYS平臺上，運用APDL語言編制計算碾壓混凝土重

3、力壩溫度場與溫度徐變應(yīng)力場的有限元計算程序，并對嚴(yán)寒地區(qū)某碾壓混凝土重力壩進行施工期及運行期全過程的仿真計算分析，得出越冬層面溫度應(yīng)力的一般規(guī)律。
　　 (3)在充分分析現(xiàn)有表面保溫數(shù)值模擬計算方法的基礎(chǔ)上，提出基于熱-結(jié)構(gòu)耦合殼單元的大體積混凝土表面保溫計算方法，并對嚴(yán)寒地區(qū)某碾壓混凝土重力壩表面及越冬層面的保溫進行仿真計算，得出表面保溫對碾壓混凝土表面及越冬層面的影響效應(yīng)；采用升溫水管來縮小越冬層面上、下層碾壓混凝土的溫差，

4、減小越冬層面混凝土的溫度應(yīng)力，并運用熱流管法計算升溫水管的升溫效果；在越冬層面一定高程內(nèi)采用微膨脹混凝土，利用微膨脹混凝土的延遲微膨脹性來補償越冬層面上部混凝土收縮變形受下部強約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，分析得出微膨脹混凝土對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面應(yīng)力改善的效應(yīng)；在越冬層面上、下游側(cè)設(shè)置水平人工短縫，采用接觸單元模擬人工短縫的特性，得出人工短縫對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面溫度應(yīng)力的釋放效應(yīng)。
　　 (4)利用VB與Surf