某碾压混凝土溢流坝段温控计算分析

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．4443文章编号：1006-4710(2010)04-0443-06某碾压混凝土溢流坝段温控计算分析任金珂，李守义(西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)摘要：基于热传导理论、弹性理论和温度场、温度徐变应力场有限元计算方法，模拟碾压混凝土溢流坝施工过程、混凝土分区、外界气温、温控措施等，仿真计算了坝体基础强约束区、弱约束区、非约束区、间歇面影响区在施工期和运行期任意时刻的温度和温度应力变化过程及分布规律，并提

2、出了方便施工、节省工程投资的温控设计方案。关键词：碾压混凝土坝；仿真计算；温度应力；温控措施；中图分类号：TV318文献标志码：AAnAnalysisofTemperatureControlCalculationofaRCCOverflowMonolithRENJin—ke，LIShou—yi(FacultyofWaterResourcesandHydroelectricEngineering，Xi’an710048，China)Abstract：Basedonheatconductiontheoryandelastictheory，

3、thefiniteelementcalculationequationsoftemperaturefieldandcreepthermalstressfield，theconstructionprocess，concretebodydivision，outsideairtemperatureandtemperaturecontrolmeasuresoftheRCCoverflowdamaresimulated．Thesimulationcomputationismadeofthestrongconstraintzone，weakcon

4、straintzone，non—constraintzoneandintervalsurfaceaffectedzoneofthedambodyfoundationduringtheconstructionperiodaswellasofthevaryingprocessoftemperatureandtemperaturestressandtheirdistributionlawsatanytimeduringtheoperationperiod．Also，thispapersuggeststhetemperaturecontrol

5、designschemeconvenientfortheconstructionandsavingengineeringinvestment．Keywords：RCCdam；simulationcalculation；thermalstress；temperaturecontrolmeasures碾压混凝土筑坝技术具有节省水泥、施工简1计算原理便、缩短工期、造价低廉等优点，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1．1稳定温度场有限元计算低工程造价的主要问题。实践证明，绝大多数混凝根据热传导理论，稳定温度场T(，Y

6、，z)在区域土坝的裂缝都是在施工期间由于温度变化而引起R内应满足拉普拉斯方程J：的¨4。。国内外学者对大体积混凝土结构的温度应02Td，+0磐oy，+’警o孟'：一0(＼1)，力进行了大量的研究，取得了卓有成效的结果。但由于碾压混凝土坝温度应力的复杂性，许多问题将计算域离散为若干个8结点空间实体等参还难于彻底弄清。为了预防碾压混凝土坝温度元，取温度模式为：应力引起的裂缝，根据某工程碾压昆凝土坝施工进T=N度和温控措施，全面考虑了坝体薄层浇筑过程、气。1l候条件和浇筑温度等，初拟9种温控方案进行仿真2T02Tw／(~++⋯窘)捌y出=o

7、(2)计算，分析了各方案的温度、应力变化过程及分布，规律，提出了推荐方案，为该工程温控设计和施工取权函数等于形函数，并进行分部积分，提供依据。代入边界条件，并对所有单元求和，得到求解稳定收稿日期：2010-03-06作者简介：任金珂(1978一)，男，甘肃镇原人，博士生，研究方向为水工结构计算机仿真。李守义(1955一)，男，甘肃庄浪人，博士，教授，博导，研究方向为水工结构应力分析。E—mail：lsy123@xaut．edu．cn。西安理工大学学报(2olo)第26卷第4期温度场的方程，冥矩l浑彤式为：aT{T}．一{f0～==一a

8、r△r∑{ⅢIn][+Ⅳ]ENIds。=1．3温度应力有限元计算弹性体内各点的变温为T，为热膨胀系数，于[Ⅳ](3)是弹性体内各点的应变分量可表示为：1．2非稳定温度场有限元计算8svszaT根据热传导理论，非稳定温度场