基于温度应力仿真分析的碾压混凝土重力坝诱导缝开裂研究

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1、第25卷第1期岩石力学与工程学报Vol.25No.12006年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2006基于温度应力仿真分析的碾压混凝土重力坝诱导缝开裂研究11122周伟，常晓林，刘杏红，范五一，丁福珍(1.武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072；2.长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010)摘要：考虑彭水水电站碾压混凝土坝的实际碾压浇筑过程，采用混凝土钝裂缝带模型，在三维瞬态有限元温度应力仿真分析的基础上

2、，对大坝诱导缝的开裂及裂缝扩展进行了跟踪计算。计算结果表明，坝体的上游面诱导缝缝端应力强度因子局部超过混凝土的断裂韧度而发生开裂，且诱导缝的开裂明显减小了坝段中部区域的拉应力。根据诱导缝的开裂分析结果，建议诱导缝的设置长度为4.5m。关键词：水利工程；碾压混凝土重力坝；诱导缝；温度仿真；钝裂缝带模型中图分类号：TV642文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)01–0122–06STUDYONSLITANDTRANSVERSEJOINTOFROLLERCOMPACTEDCONCRETEGRAVITYDAMBASE

3、DONTEMPERATURESTRESSSIMULATIONANALYSIS11122ZHOUWei，CHANGXiao-lin，LIUXing-hong，FANWu-yi，DINGFu-zhen(1.StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity，Wuhan，Hubei430072，China；2.ChangjiangInstituteofSurveyPlanningDesignandResearch，Chan

4、gjiangWaterResourcesCommission，Wuhan，Hubei430010，China)Abstract：ConsideringthetrueconstructionprocessofPengshuiHydropowerStationrollercompactedconcrete(RCC)gravitydamandadoptingthebluntcrackbandmodelofconcrete，transientfiniteelementisappliedtosimulatinglayer-by-laye

5、rconstructionprocesstogetthetemperaturefieldandstressfieldfromconstructionperiodtooperatingperiod.Thencrackandpropagationofthedam-inducedslitsarecomputedbydynamictrackingmethod.Thesimulatinganalyticalresultsofthewholedamshowifinducedofslittipstressintensityfactorsex

6、ceedtensilebearingcapacityofconcreteonupstreamface，andinducedcrackoccurs.Thecrackofinducedslitleadstotensilestressreleasenearslit.ThelengthoftheinducedslitofPengshuiHydropowerStationdamissuggestedto4.5monthebasisofthecrackinganalyticalresult.Keywords：hydraulicengine

7、ering；rollercompactedconcrete(RCC)gravitydam；inducedslit；temperaturesimulation；bluntcrackbandmodel序，加快施工进度，工程师都偏向于采取尽量不设1引言或者少设永久性横缝的设计思想，比如彭水水电站碾压混凝土重力坝采用“大间距横缝+诱导缝”的分对于碾压混凝土重力坝来讲，为了简化施工程缝形式。混凝土大坝在施工过程中由于外界气温剧收稿日期：2004–10–14；修回日期：2004–12–16作者简介：周伟(1975–)，男，博士，1998年

8、毕业于武汉大学水利水电学院水工结构工程专业，现任讲师，主要从事高坝结构数值仿真方面的教学与研究工作。E-mail：zw_mxx@163.com。第25卷第1期周伟等.基于温度应力仿真分析的碾压混凝土重力坝诱导缝开裂研究•123•烈性变化以及本身水化热温差的影响，在坝体表面ω∂