洞室和围岩温度对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力影响研究

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1、万方数据第3l卷第3期岩土力。学V01．31No．32010年3月RockandSoilMechanicsMar．2010文章稿号I1000--7598(2010)03一∞86一07洞室和围岩温度对泄洪洞衬砌混凝土：日皿度和温度应力影响研究陈勤，段亚辉(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉430072)摘要：以溪洛渡无压泄洪洞为研究对象，采用三维有限单元方法对不同洞室环境温度和围岩温度情况下的施工过程进行仿真模拟，通过比较底板、边墙和项拱不同衬砌部位的最高温度、最大内表温差、最低温度、

2、早期和冬季最大拉应力等，对洞室环境温度和围岩温度的变化对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力，以及温度裂缝发生、发展与控制的影响进行分析。结果表明，洞室气温和围岩温度对衬砌混凝土的温度场和应力场均有明显的影响。在冬季施工衬砌混凝土更容易产生早期裂缝，夏季施工时既要防止早期裂缝，也要注意防止冬季裂缝。围岩温度低时，衬砌围岩侧混凝土拉应力明显增大，但对表面和中心的应力影响很小，因而对温度裂缝的发生影响很小。研究成果为隧洞工程衬砌混凝土的设计和施工提供有价值的参考。关键词t泄洪洞；衬砌混凝土；洞室气温：围岩温

3、度；温度应力；温度裂缝中图分类号lTV311；0242．21文献标识码：AInfluenceoftemperatureintunnelandsurroundingrockontemperatureandthermalstressofliningconcreteofflooddischargetunnelCHENQin，DUANYa-hui(SmmKeytaboramryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity,W

4、uhan430072，China)Abstract：Temperatureintunnelandtemperatureofsurroundingrockwhichdistributeindistinctregionsandmountainsarcalwaysdifferent,andeverlhavegreatdifferencessometimes．Accordingly,althoughunderthesal／lepouringmaterialsandopexatingconditions，t

5、hetemperatureandthethermalstressoftheliningconcretewhichwillaffecttheoccurrenceandcontrolofthetemperaturecrackstoagreatextentarealsodifferent．TakingXiluodufree-flowtunnelasaresearchobject,a3-Dfiniteelementmethodisappliedtosimulatetheconstructionproces

6、sunderconditionsofdifferentairtemperaturesintunnelandtemperatureofsurroundingrock．Throughcomparingthemaximumtemperature，maximumtemperaturedifferencebetweeninnerandsurface,minimumtemperature，maximumtensilestressinearlyperiodandwinter,theeffectsofthecha

7、ngeoftemperatureintunnelandsurroundingrockonthetemperatureandthermalstressoftheliningconcreteaswellasoccurrence，developmentandcontrolofthetemperaturecracksareanalyzed．Theresultsshowthatboththetemperatureintunnelandthetemperatureofsurroundingrockhavesi

8、gnificantinfluencesonthetemperaturefieldandstressfieldoftheliningconcrete．Thelowertheairtemperatureintunnelis，theeasiertheearlycrackswillocCLll"inwinter；anditisnecessarytopreventbothearlycracksins1．mnnerandwintercracks．Thetensilestressofthelin