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《高拱坝混凝土施工过程模拟与温控措施优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2---高拱坝混凝土施工过程模拟 与温控措施优化研究1)---研究背景拱坝混凝土施工过程模拟与仿真分析配套;拱坝温控措施优化设计问题;温控设计与蓄水过程配套问题;利用氧化镁混凝土补偿拱坝温度应力问题;碾压混凝土拱坝诱导缝的设计问题;混凝土拱坝的表面开裂问题.施工过程模拟与仿真分析配套问题如果混凝土的温度应力仿真计算不能与施工过程模拟配套,那么,仿真分析的几何环境只能假定;反过来,施工过程模拟,没有仿真分析支持,那么,模拟成果只有进度指标,没有安全指标;三峡大学在国内最早,利用溪洛渡工程,将二者结合起来.这是几何模拟成果这是温
2、度仿真计算成果上述两张图,就是施工模拟与仿真分析结合起来的例子;不仅如此,我们还实现了一体化动态显示:即:在动态几何模型上,同时显示当时的温度应力状态,得到任意时刻全局的安全状况.看动画!拱坝温控措施优化设计问题工程设计中,温控措施常常不能与具体坝段,或者同一坝段具体部位,或者浇注时间结合;优化设计解决”分高程设计温控措施问题”条件是---几何模拟与仿真计算结合管道施工仿真计算有限元网格剖分管道的浇筑块划分及其局部坐标系施工季节不同,对温控的要求不一样温控措施应该不同优化设计后各高程温度拱坝温控设计与蓄水过程配套问题拱坝展示
3、示意图温度荷载下重力坝,拱坝的横缝开合问题横缝开度计算,24条横缝如果不考虑灌浆与蓄水的配合,压缝问题不可避免;上部未灌横缝因提前蓄水而压死!!压缝问题研究延伸了拱坝混凝土浇注模拟的资源配置意义;建立了混凝土施工,横缝灌浆施工,坝体提前蓄水等三位一体的仿真计算方法;拓宽了施工期混凝土结构设计与计算的内容,使拱坝仿真计算名符其实.利用氧化镁混凝土补偿拱坝温度应力问题膨胀的速度,赶不上温降的速度,补偿问题,值得研究!膨胀的时机,没有发生在降温期间!膨胀的部位,发生在不该膨胀的部位?等碾压混凝土拱坝诱导缝的设计问题诱导缝的设计部位
4、合适?它的等效抗裂强度多大?混凝土拱坝的表面开裂问题上游面的表面开裂,在蓄水的情况下,直接受到水力劈裂作用,危害很大!三峡大坝上游面的维修刚刚结束,教训很深!需要深入研究表面开裂的机理!2)---主要研究内容早龄期混凝土湿热传导与湿热扩散研究;拱坝施工过程模拟与温度应力仿真计算;高拱坝提前蓄水发电时”非完整结构”数值模拟;高拱坝温控措施设计与优化;早龄期混凝土湿热传导与湿热扩散研究大体积混凝土拆模后表面温度的Fourier震荡大体积混凝土热学参数反分析新方法大体积混凝土受到寒潮袭击时半无限平面问题的无限平面化等温条件下混凝土
5、的质扩散系数研究早龄期混凝土表面开裂问题的试验研究一句话:研究寒潮袭击等温度突然扰动问题,Fourier传热方程不好使!豫驰时间大体积混凝土热学参数反分析新方法当仿真计算时间步较小时,扰动贡献率显著下降因此:我们可以根据短龄期的温度实测值,得到混凝土的热响应参数!比现有文献的反分析方法实用,可行!现在的方法对外界温度的变化要求很高,对观测时间要求很长;我们怎么能要求外界温度按设计值走呢?为此,我们开发任意温度环境下的混凝土表面保护设计程序!(以反分析参数为基础)大体积混凝土受到寒潮袭击时半无限平面问题的无限平面化扰动面这是典
6、型的半无限平面问题,它的解析解不能显示表达,其解是隐含在一个积分式中,不便于数值计算当观测时间在临界时间之内,那么,半无限平面问题,就是无限平面问题好处是:无限平面问题有完整的解析解!半无限平面问题解答无限平面问题解答等温条件下混凝土的质扩散系数研究研究这个问题的目的是:力图将耦合问题转换为非耦合问题!!但前提是----了解:混凝土质扩散系数的温度特性!混凝土内部相对湿度沿试件厚度的变化趋势!!早龄期混凝土表面开裂问题的试验研究拱坝施工过程模拟与温度应力仿真计算图8-7-4T03CF9S实测温度与计算温度对比曲线图8-7-5
7、T08CF9S实测温度与计算温度对比曲线图8-7-6T09CF9S实测温度与计算温度对比曲线线高拱坝提前蓄水发电时”非完整结构”数值模拟如何模拟这么多随时间变化的缝,是解决问题的核心之一3)----创新性成果在计算理论方面将超松弛预处理共轭梯度法SSOR-PCG法和共轭梯度法(ICCG法)移植到施工过程仿真分析中，使温度场施工过程仿真分析的计算速度加快30%～50%;基于施工过程仿真分析的特点，采用索引存储法存储大规模稀疏系数矩阵,减少内存容量90%以上,由此证明索引存储法和PCG法共轭梯度法很理想的加速有限元技术。提出了另
8、外两种加速有限元技术：ICCG改进格式和浮动精度。ICCG算法的改进格式，理论依据充分，在不影响解的正确性前提下，减少了分解元素的个数，从而使速度提高10％。采用浮动精度，不仅可以保证精度，还可以缩短计算时间。一般加速可达10％。3)---创新性成果吸收“分区异步长”算法的思想;把内热源对
