碾压混凝土坝温度应力仿真计算研究

绪论，大体积混凝土温度场和温度应力场计算原理，碾压混凝土水化热温升变化规律，三维有限元浮动网格法，混凝土坝三维有限元温控仿真计算程序，分区浮动网格法在有孔坝段温度应力场计算中的应用，利用MgO混凝土解决重力坝温度应力问题的应用研究，大体积混凝土表面保温计算方法研究，考虑昼夜温差的碾压混凝土坝温度场仿真分析，碾压混凝土拱坝温度应力计算研究和碾压混凝土坝温度场反分析研究等内容。

碾压混凝土筑坝技术问世以来，在国内外得到广泛应用。碾压混凝土坝是将常态混凝土坝的结构和碾压土石坝的施工技术集于一体，该项新技术具有水泥用量少、工期短、造价低等优点。它是混凝土筑坝技术的一项革新，在技术和经济上具有显著的优越性。但碾压混凝土坝的温度应力是制约简化温控措施、加快施工进度、降低工程造价的主要问题。因此，碾压混凝土坝温度应力仿真计算研究具有重要的工程实用价值。碾压混凝土坝温度应力分析方法一般可分为理论解法、实用算法和数值方法。2100433B

作　者：李守义，张金凯，张晓飞 著出 版 社：中国水利水电出版社ISBN：9787508477664出版时间：2010-08-01版　次：1页　数：181装　帧：平装开　本：16开所属分类：图书 > 工程 > 水利水电工程

前言

1 绪论

1.1 碾压混凝土坝概述

1.2 碾压混凝土重力坝温度场和温度应力场研究现状

1.3 大体积混凝土结构温度应力补偿研究

1.4 大体积混凝土结构表面保温研究现状

1.5 考虑昼夜温差影响的碾压混凝土重力坝温度应力场研究

1.6 碾压混凝土拱坝温度应力研究现状

1.7 碾压混凝土坝温度场反分析研究现状

2 大体积混凝土温度场和温度应力场计算原理

2.1 热传导基本理论

2.2 温度场和应力场三维有限元计算原理

2.3 大体积混凝土温度场有限元计算

2.4 大体积混凝土应力场有限元计算

3 碾压混凝土水化热温升变化规律

3.1 水泥的水化热变化规律

3.2 混凝土的绝热温升变化规律

3.3 大体积混凝土的温升变化规律

3.4 碾压混凝土的发热规律

3.5 混凝土坝的特征温度和特征温差

4 三维有限元浮动网格法

4.1 浮动网格的仿真计算方法

4.2 浮动网格引起的热力学参数误差分析

4.3 浮动网格与不浮动网格的计算结果对比分析

5 混凝土坝三维有限元温控仿真计算程序

5.1 混凝土坝三维有限元温控仿真计算程序功能

5.2 拱坝三维有限元温控仿真计算程序介绍

5.3 重力坝三维有限元温控仿真计算程序介绍

6 分区浮动网格法在有孔坝段温度应力场计算中的应用

6.1 分区浮动网格法的仿真计算模型

6.2 分区浮动网格法的程序设计难点

6.3 分区浮动网格法的计算程序验证

6.4 工程算例分析

7 利用MgO混凝土解决重力坝温度应力问题的应用研究

7.1 Mg0水泥及掺MgO混凝土

7.2 高外掺MgO碾压混凝土温度应力计算原理

7.3 程序验证

7.4 MgO碾压混凝土坝算例分析

8 大体积混凝土表面保温计算方法研究

8.1 等效表面散热系数法

8.2 等效厚度法

8.3 导热系数法

8.4 程序验证

8.5 工程算例分析

9 考虑昼夜温差的碾压混凝土坝温度场仿真分析

9.1 昼夜温差对长间歇基础垫层温度场和温度应力的影响

9.2 考虑昼夜温差的碾压混凝土坝温度场仿真分析

10 碾压混凝土拱坝温度应力计算研究

10.1 碾压混凝土拱坝温度场程序验证

10.2 碾压混凝土拱坝算例分析

11 碾压混凝土坝温度场反分析研究

11.1 工程反问题的特点

11.2 工程反问题的求解方法

11.3 可变容差法

11.4 碾压混凝土坝温度场反分析研究

11.5 程序验证

参考文献

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

《寒冷地区碾压混凝土坝施工技术及仿真》以工程实践和仿真计算为基础，展示了寒冷地区碾压混凝土施工全过程中的技术创新和新型材料的应用，包括坝线、坝型选择；挡水建筑物；保温材料简介及选择；大坝混凝土；热传导原理及有限元分析；计算模型、参数及边界条件；大坝安全监测与产测温度数值计算时分析；大坝仿真计算等。2100433B