水管冷却对碾压混凝土重力坝温度应力的影响分析

• 作 者: 武利亚
• 机 构: 西安理工大学
• 出 处: 西安理工大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 碾压混凝土重力坝 水管冷却 温度场 温度应力场

碾压混凝土坝由于其旌工快速、经济、安全等优点,现广泛的应用于很多在建和拟建的工程。碾压混凝土坝的温度变化对坝体的应力状态具有极其重要的影响。由于碾压混凝土坝在无温控措施时需要几十年甚至更久的时间方可达到坝体稳定温度场。在仿真计算中,计算工作量极大,这一因素为研究大坝温度应力带来极大的不便。因此,在仿真计算中采取强制冷却措施使得坝体在较短时间内达到稳定温度场是很必要的。与此同时掌握强制冷却后坝体应力与自然降温后坝体应力的变化规律会为日后的研究带来很大的方便,节省计算时间,简化计算工作。　　本文在查阅资料、学习相关理论知识的基础上,模拟碾压混凝土重力坝施工期到运行期的温度场及温度应力场。通过大量的计算工作计算坝体自然冷却达稳定温度时,大坝的温度应力分布状况。同时建立了3个不同的强制冷却方案,分别在大坝运行期的不同时段对大坝进行水管冷却,然后对比分析不同方案的温度应力分布状况。论文以各个方案计算成果的云图与历时曲线作为研究依据,分析强制冷却对温度应力的影响。通过自然冷却方案与强制冷却方案的对比分析可知,强制冷却使得坝体温度骤降,温度应力增长,然而大坝运行越久冷却措旖对最终温度应力的影响越小,随若混凝土龄期的增长,混凝土的弹性模量趋于稳定值,温度应力的变幅越小。在强约束区范围内,强制冷却对温度应力的影响大于对弱约束区和非约束区的影响。在达到稳定温度的前提下,强制冷却方案的温度应力大于自然冷却方案的温度应力。　　最后针对某一工程实例,建立不同的水管冷却方案对比分析施工期的温度场、温度应力场的变化,总结水管冷却对大坝温度及温度应力的影响。　　本论文的研究成果对于了解大坝施工期和运行期水管冷却产生的效果有重要的作用,为大坝采取冷却措施提供重要依据。