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题目:大体积混凝土个性化温控措施研究及效果评价

关键词:大体积混凝土;温度应力;个性化温控措施;纵缝开度;施工过程数值仿真

  摘要

大体积混凝土的温控措施设计,始终是坝工界的难题。工程师们普遍依据施工过程仿真计算成果来选择温控措施,但现有工程的温控措施单一笼统,导致有些区域措施不能满足要求,而有些区域措施又过于严格。这种缺陷在设有施工纵缝的混凝土坝中体现得尤为突出。 本文为了解决上述问题,结合向家坝水利工程(世界第四大水电站),进行了以下几个方面的研究工作: 1. 对施工过程仿真计算中的基岩初温赋值方法进行了探讨。提出了提前计算时刻空算基岩的方法,该方法能较真实地反映不同浇筑季节下基岩对上层混凝土的约束作用; 2. 结合工程气象及水文资料,并参考己有工程经验,计算了坝体稳定温度场,并根据该稳定温度场的分布规律、分缝设置情况及材料分区,提出了分区分高程制定温控标准的设计思路; 3. 采用三维有限元施工仿真数值计算方法,对某工程坝段进行了仿真分析,得到了大坝在整个施工过程中温度、应力的变化规律,并根据前述温控标准,推荐了满足该坝段不同部位温控需求的个性化温控措施; 4. 针对施工纵缝的开度问题,提出了改变纵缝单元弹模、放大单元宽度的等效处理方法,模拟施工期纵缝开合运动规律,并将该方法应用到向家坝工程,预测了缝面开合变化过程,并推荐了合理的接缝灌浆时间; 5. 对比传统温控措施设计方法与个性化温控措施设计方法下混凝土坝的温控效果,结果表明:个性化温控措施能满足坝体不同区域的温控需求,且能节约温控成本。