碾压混凝土拱坝温度场和应力场仿真计算研究

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1、第36卷第1期人民黄河Vo1．36．No．12014年1月YELLOWRIVERJan．，2014【水利水电工程】碾压混凝土拱坝温度场和应力场仿真计算研究薛元琦，张晓飞，白继中(1．山西水利职业技术学院，山西运城044004；2．西安理工大学水电学院，陕西西安710048)摘要：采用三维有限元法模拟某碾压混凝土拱坝的施工过程，进行了温控仿真计算，分析了该工程温度场和应力场的分布规律，提出了温控推荐方案。结果表明：采取初期、中期和后期冷却措施后，大坝的最高温度满足碾压混凝土坝设计规范要求，同时也满足封拱灌浆要求，最大温度应力小于混凝土的允许拉应力。关键词：三维有限元法；施工过程；仿

2、真计算；封拱灌浆；碾压混凝土拱坝中图分类号：TV642．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000-1379．2014．01．033SimulationandStudyonRollerCompactedConcreteArchDamTemperatureFieldandStressFieldXUEYuan—qi，ZHANGXiao—fei，BAIJi—zhong(1．ShanxiWaterConservancyTechnicalInstitute，Yuneheng044004，China；2．FacultyofWaterResourcesandHydrauli

3、ePower，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’al710048，China)Abstract：ItsimulatedaRCCarchdamconstructionprocess，conductedtemperaturecontrolsimulation，analyzedthedistributionruleofthetern—peraturefieldandstressfieldandputforwardtherecommendedschemeoftemperaturebyusingthree·dimensionalfiniteelementmeth

4、od．There—suhsindicatethataftertheinitial，intermediateandlatephasesofcoolingmeasures，themaximumtemperatureofthedammeetstheRCCdamde·signspecificationrequirements，butalsomeettheclosuregroutingrequirements；themaximumtemperaturestressislessthantheallowabletensilestressoftheconcrete．Keywords：three—

5、dimensionalfiniteelementmethod；constructionprocess；simulationcalculation；closingarchforgrouting；RCCarchdam碾压混凝土拱坝具有施工速度快、建设周期短、施工方法In。大坝两端为非溢流坝段，左岸非溢流坝长71m，右岸非溢简便、整体性好、超载能力强、安全度高、坝体断面小、可分层碾流坝长76m。大坝河床段为溢流坝段，设有自由溢流式溢洪压填筑和大规模机械化施工的特点，突破了传统拱坝分块柱状道，其溢流宽度为40．Om，堰顶高程1035．00。溢流坝顶设4跨浇筑的限制，可采用干硬性、高掺粉煤

6、灰、低水泥用量的混凝土2In宽的交通桥。坝下游设置混凝土护坦，护坦长30m、宽进行薄层大仓面连续浇筑，具有节约水泥、温控措施简单、工期42．0m、厚2．0m。水库正常蓄水位1035m，设计洪水位短、工程造价低的优点。这一坝型在我国西部能源开发与利用1039．48In，校核洪水位1041．34m。该工程为中型工程，大坝方面也具有重要的应用前景。为三级建筑物。拱坝是空间整体结构，坝体轻韧，弹性较好，坝身不设永久伸缩缝，温度应力和基岩变形对坝体应力的影响较为显著J。2计算原理与方法温度荷载是拱坝的一项主要荷载，温度变形受到的边界约束比在计算域R内任一点，非稳定温度场T(x，Y，z，r)

7、需满足热较大，因此在拱坝内可能出现较大的温度应力。当温度拉应力传导方程。J：超过混凝土的允许抗拉强度时，就可能导致裂缝的出现，因此对碾压混凝土拱坝进行温控仿真计算研究具有重要意义J。OT褰+_02_r+害)，+笔者采用三维有限元法对西南地区某碾压混凝土拱坝温式中：为导温系数；为混凝土的绝热温升；为龄期。度场和温度应力进行了全过程仿真计算，提出了满足设计要求混凝土在复杂应力状态下的应变增量包括弹性应变增量、的温控设计方案。徐变应变增量、温度应变增量、干缩应变增量和自生体积变形1工程