人工短缝对严寒地区碾压混凝土坝越冬层面应力的释放效果

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1、38西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2013)Vo1．29No．1文章编号：1006-4710(2013)01-0038-07人工短缝对严寒地区碾压混凝土坝越冬层面应力的释放效果司政，黄灵芝，宋志强，田志斌(西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)摘要：严寒地区碾压混凝土坝越冬层面上、下游侧易出现水平裂缝。在越冬层面上、下游侧设置人工短缝，采用接触单元模拟人工短缝，考虑人工短缝切向接触摩擦力，并以扩展拉格朗日乘子法作为人工短缝的法向接触协调条件，采用

2、三维有限元仿真计算程序对人工短缝的应力释放效果进行计算分析。计算结果表明，设置人工短缝对越冬层面坝轴线方向和顺水流方向温度应力影响较小，但越冬层面上、下游侧铅直向温度应力最大值大幅降低，应力释放效果显著；越冬层面中部铅直向温度应力虽有所增大，但仍未超过碾压混凝土的抗拉强度。在严寒地区碾压混凝土坝越冬层面上、下游侧设置人工短缝，配合缝内的止水及缝末端的槽钢，保证人工短缝的稳定性，能有效避免越冬层面附近上、下游侧出现无序的裂缝。关键词：严寒地区；碾压混凝土坝；越冬层面；人工短缝中图分类号：TV642．2文献标志码：AE

3、fectofArtificialShortSlitonRCCDamOverwinteringFaceStressinSevereColdAreaSIZheng，HUANGLingzhi，SONGZhiqiang，TIANZhibin(FacultyofWaterResourcesandHydroelectricEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Inseverecoldarea，horizontalcrackeasil

4、yappearsinupstreamanddownstreamofRCCdamoverwinteringface．Artificialshortslitatthedownstreamsidecanbesetontheoverwinteringface．andsimulatedwithcontactelementinconsideringthetangentialfrictionforcesandextendedLagrangemulti—pliermethodasnormalcontactcoordinationc

5、onditions．Theeffectofstressreleaseiscalculatedandana—lyzedwith3Dfiniteelementprogram．Theresultsshowthatsettingartificialslithasalittleeffectuponthetemperaturestressofthedamaxisandflowdirection，butontheverticaldirectionofoverwinteringface，themaximumoftemperatur

6、estressisdramaticallyreduced，theeffectofstressreleaseisremarkable．Ontheotherhand，theverticaltemperaturestressofcentraloverwinteringfacehasincreased，butnotstillexceededthetensilestrengthofrollercompactedconcrete．Therefore，inseverecoldarea，settingartifi—cialshor

7、tslitintheupstreamanddownstreamofRCCdamoverwinteringfacewithwaterstopinthejointandchannelstealatendofthejointcansatisfythestability，andeffectivelyavoidthedisorderedcrackappearedontheupstreamanddownstreamofRCCdamoverwinteringface．Keywords：severecoldarea；RCCdam；

8、overwinteringface；artificialshortslit我国地处欧亚大陆东南部，其气候特点为南热北地区占国土面积近1／3，而这些地区绝大部分最北冷且南北温差大，冬季气温普遍偏低。西北与东冷时的月平均气温均低于一10．0℃，属严寒地区。收稿日期：2012—11—16基金项目：国家自然科学基金项目(51009116)；中央财政支持地方高校发展专