浅论混凝土面板堆石坝温度应力与干缩应力及渗流特性研究

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1、分类号UDC学号B9808矛瞬争r，去军博士学位论文混凝土面板堆石坝温度应力与干缩应力及渗流特性研究王瑞骏学科名称:岩土工程学科门类:工学指导教师:陈尧隆教授申请日期:2006年3月--一扩_~一_卜一一_…_一_一.呀_稗一__创一__性一声-沪兼承祖国优良道德传统和学校的产谨学风郑重申明二本人所皇交的学位论大是我个人在导师渭导碑行的研率牛作粤取得的衅‘尽我…所匆，呼砷妙妙妙方外，、一诊文中不包含井他人的研究球果。拘娜一伺主作的同志对本文所稗祥的工叮作「一和乡成;{一_一、f-果的任何声献均移在论文中作了明

2、确的说明并己寒谢乡_本论父灰真相失头柯着有本秀之拟一_由本人奉担一纽相关责任论文作者签名。产一辛井_;户弓妙学位论文使用授权声明‘朴共书-吞导卿瓣下创作完棘毕城咚朴今如鲜岭辫三挤己绎在酉宋理工禾学申清博士/碑士学位。本人作为学锤姆沐奢炸扭娜有青，_词意择权西攀簿丰未李如着导铸沁未的部俪机i、一己衅俘的砂季终带坪娜碑畔__·印刷版和鸭子版学位论文{…学律可以采用影印、缩却幸寒鹅拿制手辫德参研乖碑再洲学位论文示科研月的犷;票{鑫霖恕霖瓢霖蕊森i篡一气一于六等场斯幸吞珍申呻手件呼咋蟀粤呻坪、一娜。几一弓乙一本人学价

3、论文全部或部分内容的公布了包括刊登》赢添奋赢万一厂七全理。(保密的学位论文在碱耳适用本授权说明)论文作者铸名哗摘要混凝土面板堆石坝温度应力与干缩应力及渗流特性研究作者答辩日期摘要现代混凝土堆石坝的发展趋势是坝越建越高、工程规模越来越大。由于施工技术水平的提高，混凝土面板的施工逐渐向采用滑模连续浇筑、取消水平缝或将水平缝按施工缝处理的方向发展，因此，混凝土面板的防裂问题就成为决定混凝土面板堆石坝安全性的一个关键技术难题。工程实践经验表明，面板裂缝尤其是贯穿性裂缝的产生主要是由于温度应力和干缩应力引起的:在面板产

4、生裂缝及其接缝止水发生破坏的情况下，面板堆不f坝的渗透破坏问题也相应将十分突出。但目前国内外对于混凝土面板堆石坝面板温度应力、干缩应力以及面板坝渗流特性问题的研究还未引起足够的重视，或者研究的深度还十分有限。本文结合两座已建的高面板堆石坝工程，对混凝土面板裂缝的成因及其影响因素进行了系统分析。在对混凝土面板温度变形及干缩变形特性进行全面分析的基础上，对混凝土面板的温控及湿控防裂标准问题进行了研究和探讨，提出了确定混凝土面板温控及湿控防裂标准的原则和方法。在对前人提出的一般外荷载作用下接触摩擦单元理论的有效性、

5、合理性及适用性进行分析的基础上，研究、建立了面板与垫层之间接触面的导热与导湿模型、温度应力与干缩应力的计算模型。在前人建立的混凝土温度场及温度应力、湿度场及干缩应力分析的数学模型的基础上，建立了混凝土温度干缩应力分析的数学模型。通过对混凝土面板的结构特点及施工特点的分析，研究建立了混凝土面板温度场与湿度场分析的物理模型、混凝土面板温度应力与干缩应力分析的力学模型，并对模型实施中的若干问题提出了相应的解决途径，从而形成了一套较为系统地进行混凝土面板温度应力与干缩应力分析的有限元方法。基于等宽缝隙水流运动规律，结

6、合混凝土面板堆石坝的渗流机理，研究建立了面板接缝及面板裂缝的渗流计算模型，研究提出了密集裂缝型面板渗流计算的等效准连续介质模型，并对混凝土面板堆石坝的渗流计算模型及计算工况等问题进行了分析，提出了相应的解决方案。最后，结合一座己建的高面板堆石坝工程，进行了混凝土面板温度应力、干缩应力及温度干缩应力分析，并进行了坝体渗流特性分析，获得了混凝土面板温度应力‘、干缩应力及温度干缩应力的变化与分布规律，以及混凝土面板堆石坝的渗流规律。根据与西安理工大学博士学位论文实测资料的对比结果，说明本文所建立或提出的上述模型及方

7、法是合理的，所获得的计算结果是较为准确的。本文的创新点包括:(l)根据混凝土面板的温度变形及干缩变形特性，研究提出了制定混凝土面板温控及湿控防裂标准的原则和方法。(2)建立了面板与垫层之间接触面导热与导湿的数学模型。(3)建立了面板与垫层之间接触面温度应力与干缩应力的计算模型。(4)研究形成了一套较为系统地进行混凝土面板温度应力与干缩应力分析的有限元方法。(5)建立了混凝土面板堆石坝的渗流计算模型。本文所建立或提出的上述模型及方法，为混凝土面板堆石坝面板温度应力、干缩应力及温度干缩应力的分析以及混凝土面板堆石

8、坝的渗流分析奠定了必要的理论基础，所获得的分析成果对于类似工程具有重要的参考和应用价值。关键词:混凝土面板堆石坝温度应力干缩应力渗流特性AbstTaCtSTUDYONTEMPERATURESTRESSANDSHR!NKAGESTRESSASWELLASSEEPAGECHARACTER!ST!CSOFCONCRETEFACEROCK一FILLDAMDjseiPljne:GeoteehnicalEngi