彭水弧形碾压混凝土重力坝施工期温度应力仿真分析

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1、场水水电站狐形碾层混凝土塞力恢施工期温茨盜力仿宴今斩摘要用三维瞬态有限元方法模拟碾压混凝土实际成层浇筑过程，仿真分析了不同施工温控方案的坝体施工期温度场和应力场。通过仿真分析计算，得到了施工期棊础约束区及非约束区内部的绘高温度和绘人温度应力发生部位及其出现时间，并且比较了不同的施工温控方案对混凝土早期授高温度及温度应力的影响。结果表明，设计拟定的坝体横缝分缝位置是合理的，在坝段的中部设置诱导缝后，也明显地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，建议诱导缝的设置宽度为4.5m。最后建议了

2、合理的浇筑方案和温控措施。关键词彭水水电站廡压混凝土重力坝温度应力仿真诱导缝有限元屮图分类号TV642文献标识码A1前言彭水水电诂位于乌江干流下游，重庆市彭水县县城上游11km处，是乌江干流水电开发的第10个阶梯,水电站装机容量1750MW。挡水大坝为弧形重力坝，最大坝高116.5m,最人底宽90.25m0大坝采用全表孔方案，使大坝下部形成人面积浇筑仓面，适合采用碾压混凝土浇筑，所以溢流面以下大部分采用碾压混凝土。人坝碾压混凝土工程量约占坝体混凝土总量的68%。彭水水电站施工工期短，大坝混凝土施工时

3、间只有13个月左右，月平均上升速度达10m,高峰月达14m,因此做好大坝的温控设计是保证坝体混凝土施工质量的重要措施。对于碾压混凝土坝而言，由于其在材料和施工方法上与常规混凝土不同，使得碾压混凝土坝在发热过程、温度变化规律等方面均与常规混凝土坝有很大的不同。因此，对彭水水电站碾压混凝土大坝系统地进行温控研究具有十分重要的意义。由于有限元数值仿真技术能够比较真实准确地反应实际施工过程中的各种复杂因素，而得到越来越广泛的应用。本文以彭水水电诂碾压混凝土整体大坝为研究対象，综合考虑大坝混凝土具体的施工碾压

4、过程、立模拆模过程、养护过程、环境气候变化、人工降温保温捲施以及碾压混凝土材料热学力学性质随时间变化等因素的影响，采川三维冇限元法仿真整体大坝从施工期到运行期全过程的非稳定温度场和徐变温度应力。在此基础上，対不同浇筑温度、不同通水冷却措施以及混凝土表血不同保温措施等因素进行敏感性分析，综合评价这些因素对大坝施工期早期授高温度和徐变温度应力的影响，从而为大坝典型坝块丿施工期的温控要求、施工温控方案优化提出建议。2基本计算资料表1和表2分别给出了坝址区的多年平均气温和水温值，表3和表4分别给出了坝体混凝

5、土的热学性能和力学性能，表5给出了基岩的力学性能。表1多年各旬平均气温值单位：。C月份123456789101112年上旬7.17.310.616.020.523.926.928.325.919.815.39.86.68.612.817.621.124.427.527.523.11&313.28.717.5下旬7.57.415.119.424.725.431.029.721.91&211.58.5表2多年月平均水温单位：°C月份123456789101112年月11.611.313.016.319.

6、521.523.()24.423.319.917.013.818.0表3混凝土热学性能单位：°C类别导温系数(m'/h)导热系数(w/m•°C)比热(J/kg-°C)线胀系数(X10WC)碾压0.00312.371004.80.65表4混凝土力学性能编号抗压强度(MPa)劈裂抗拉强度(MPa)极限拉伸值(XIO'6)抗压弹模(GPa)抗冻抗渗7d28d90d7d28d90d7(128d90d7d28d90dF50W6C9015RCC4.19.815.50.30.81.54058651823.328.

7、5F100W8C902()RCC7.818.526.90.71.72.453658222.828.935.2>F150>W8C2s20常态15.626.734.21.42.53.365789524.130.936.5>FI50>W8表5基岩物理力学性能岩石名称容重(kN/m3)泊桑比变形模量(GPa)弹性模量(GPa)抗压强度(MPa)导温系数(m2/h)备注灰岩、口云岩26.80.2520-2525-3060-800.0032完整岩体寒武系白云岩26.70.2520-2525-3060-800.0

8、032完整岩体彭水水电站人坝混凝土诞工主要控制性进度如下：2005年3月1口开始人坝河床溢流坝段混凝七浇筑;基础垫层常态混凝土1.5m层厚，分缝分块浇筑，单块混凝土量约2500m3,2天浇完，间歇10天；2005年3刀13LI开始浇筑RCC,视仓面大小分别采用平层或斜层法，分层厚度3m左右；摊铺厚度30cm〜35cm,层间间歇期5〜6天；2005年4月底溢流坝段上升至高程205m；2005年5月至2005年10月卜-旬，汛期过水；2005年11月1H恢复浇筑，2006