泵站混凝土施工期温控和湿控防裂方法研究

内容简介

本书在他人研究成果的基础上，对混凝土特性、温度、湿度与应力仿真计算方法以及防裂方法等问题进行了较深入系统的研究，采用混凝土水管冷却温度、应力场基本理论，引入湿度扩散理论，研发相应程序，实现了水管冷却效应的温度，湿度和应力仿真计算，提高了防裂研究的精确度。建立了混凝土导热系数计算模型，经试验对比，该模型优于国内现有模型；运用多项式对表面热交换系数进行拟合，并考察了不同风速和相对湿度对表面热交换系数的影响。在工程现场室内外混凝土非绝热温升试验反演基础上，提出湿度特性参数也可以不用专业试验测定而通过工程反演得到。依托具体工程，研究了混凝土泵站的重要防裂部位，并给出相应的防裂措施。依据实测温度资料，运用改进遗传算法对温度场进行反演计算，获取施工防裂措施有关的特征参数，并反馈分析后续工程，研究了联合防裂措施的整体防裂效果。 2100433B

本书总结了作者在严寒地区碾压混凝土坝温控防裂方面所做的研究成果，阐述了碾压混凝土坝温度场与应力场仿真计算原理，编制了碾压混凝土坝温控仿真计算程序，分析了严寒地区碾压混凝土重力坝溢流坝段、底孔坝段等的温度场与应力场的特点，提出相应的温控防裂措施。重点研究了严寒地区碾压混凝土坝越冬层面的防裂措施。本书可供从事水利水电工程设计、施工、科研等工程技术人员参考，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。

目 录

前言

1概述· 1

1.1 碾压混凝土筑坝技术发展概况 1

1.2 碾压混凝土坝温度裂缝及温控防裂研究现状 4

1.3 严寒地区碾压混凝土坝温控与防裂的特点· 9

1.4 严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面防裂措施 10

2 碾压混凝土坝温度场和温度应力场计算原理· 13

2.1 热传导基本理论· 13

2.2 温控仿真计算采用的单元· 17

2.3 碾压混凝土坝温度场计算的有限单元法· 24

2.4 碾压混凝土坝温度应力计算的有限单元法 28

2.5 碾压混凝土的徐变与温度徐变应力· 31

3 碾压混凝土坝三维有限元温控仿真程序开发· 37

3.1 FORTRAN语言温控仿真程序· 37

3.2 基于ANSYS平台二次开发的温控仿真程序· 50

4 严寒地区碾压混凝土重力坝非溢流坝段温控仿真研究· 60

4.1工程概况 60

4.2 水库水温分析 64

4.3 温控计算模型 65

4.4 无温控措施计算成果及分析 66

4.5 表面保温对温度场与应力场的影响研究· 88

4.6 浇筑温度对温度场与应力场的影响研究· 93

4.7 综合温控措施研究 98

5 严寒地区碾压混凝土重力坝溢流坝段温控仿真研究 107

5.1 溢流坝段温控仿真计算 108

5.2 缺口度汛对溢流坝段温度场与应力场的影响研究· 118

6 严寒地区碾压混凝土重力坝有孔坝段温控仿真研究· 127

6.1 碾压混凝土重力坝有孔坝段浮动网格法· 127

6.2 碾压混凝土重力坝底孔坝段温控仿真计算 129

7 严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面保温效果研究· 143

7.1 表面保温效果计算方法分析 144

7.2 保温效果计算的热—结构耦合壳单元法· 148

7.3 严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面保温效果研究 150

8 升温水管对严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面应力改善研究 160

8.1 埋设升温水管的混凝土温度场计算· 160

8.2 升温水管的热流管法· 164

8.3 升温水管对严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面应力改善研究 170

9 微膨胀混凝土对严寒地区碾压混凝土坝越冬层面应力补偿研究 177

9.1 微膨胀混凝土筑坝技术 177

9.2 微膨胀混凝土自生体积变形特性及力学性能 179

9.3 微膨胀混凝土自生体积变形计算模型及应力计算方法 181

9.4 微膨胀混凝土对严寒地区碾压混凝土坝越冬层面应力补偿研究 185

10 人工短缝对严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面应力释放研究 190

10.1 人工短缝的数值模型 191

10.2 人工短缝对严寒地区碾压混凝土重力坝越冬层面应力释放研究 199

参考文献 2012100433B

内容介绍

混凝土坝孔口结构型式复杂多样，应力集中问题突出，且施工期引起孔口混凝土应力因素众多，如温度、自生体积变形、干缩、徐变、自重及内外约束等。此外，相对坝体截面,孔口结构尺寸又很小，对其进行精细的施工期温度场和应力场仿真模拟困难。本文从混凝土结构的共性和孔口结构的个性出发，主要就混凝土孔口结构温度和应力仿真的方法、边界参数和计算模型，以及孔口结构的裂缝成因和防裂方法进行了较深入的研究。 2100433B