本文關(guān)鍵詞：堆石壩灌漿廊道混凝土施工期溫控防裂研究

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【摘要】：為了滿足混凝土大壩的施工和運行等各種需要,往往需要在壩體內(nèi)部設(shè)置多種類型的孔口或廊道結(jié)構(gòu)。這些孔口結(jié)構(gòu)都不同程度地改變了混凝土壩內(nèi)原有溫度和應(yīng)力的分布狀態(tài),同時結(jié)構(gòu)周圍混凝土的受力和變形也將會變得非常復(fù)雜,諸多對混凝土結(jié)構(gòu)不利的應(yīng)力集中問題明顯突出。本文的研究對象為心墻堆石壩工程的基礎(chǔ)墊層與廊道混凝土結(jié)構(gòu),均為直接澆筑于基巖之上,受基礎(chǔ)約束強。孔口結(jié)構(gòu)散熱面多且散熱能力不均,且外部約束和內(nèi)部約束復(fù)雜。溫度變化是水工混凝土結(jié)構(gòu)開裂的一個重要因素,溫度場分析和溫度應(yīng)力計算結(jié)果直接影響到溫度變化對裂縫的作用效應(yīng)。本文運用有限元軟件ANSYS建立基礎(chǔ)墊層和廊道混凝土結(jié)構(gòu)的模型,使用自己編制的FORTRAN語言程序進行三維不穩(wěn)定溫度場和徐變應(yīng)力場的有限元仿真分析。通過查閱國內(nèi)研究文獻和資料,總結(jié)了國內(nèi)外孔口結(jié)構(gòu)混凝土溫控防裂的方法,介紹混凝土溫度場和應(yīng)力場數(shù)值分析方法,對比分析了澆筑溫度對溫度場和應(yīng)力場的影響。最后建立堆石壩心墻廊道混凝土結(jié)構(gòu)的模型,分別對不同工況進行計算分析,提出一些建議的溫控措施,使混凝土防裂仿真結(jié)果較為滿意。結(jié)果表明所采取的措施較為合理,降低了混凝土的絕熱溫升最大值和應(yīng)力最大值,同時也降低了混凝土內(nèi)外溫差。
【關(guān)鍵詞】：溫度場 溫度應(yīng)力 絕熱溫升 FORTRAN
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV544
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究目的和意義9-10
• 1.1.1 本文研究的目的9
• 1.1.2 本文的研究內(nèi)容9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 混凝土溫度裂縫及防治措施12-13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 2 混凝土溫度場與應(yīng)力場數(shù)值分析方法15-27
• 2.1 混凝土溫度場基本理論與方法15-21
• 2.1.1 熱傳導(dǎo)方程15-17
• 2.1.2 定解條件17-18
• 2.1.3 溫度場的有限元解法18-21
• 2.2 混凝土應(yīng)力場基本理論與方法21-23
• 2.2.1 基本理論21-22
• 2.2.2 應(yīng)力場有限單元法22-23
• 2.3 混凝土水管冷卻23-26
• 2.3.1 混凝土水管冷卻溫度場理論23-24
• 2.3.2 沿程水溫增量的計算24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 混凝土的絕熱溫升27-37
• 3.1 水泥水化放熱反應(yīng)27-29
• 3.1.1 水化反應(yīng)原理27
• 3.1.2 水化反應(yīng)速率以及影響因素27-28
• 3.1.3 水化反應(yīng)的介紹28-29
• 3.2 混凝土絕熱溫升模型29-31
• 3.3 澆筑溫度對孔口結(jié)構(gòu)計算的影響31-37
• 3.3.1 計算模型和參數(shù)31-32
• 3.3.2 算例分析32-37
• 4 灌漿廊道和基礎(chǔ)墊層混凝土溫控仿真分析37-73
• 4.1 工程概況37-39
• 4.1.1 工程簡介37
• 4.1.2 大壩墊層及廊道施工情況37-39
• 4.2 計算條件與假定39-45
• 4.2.1 氣象資料39-41
• 4.2.2 混凝土配合比41-42
• 4.2.3 基巖參數(shù)42
• 4.2.4 混凝土的熱學(xué)與力學(xué)性能指標42-45
• 4.3 計算模型及特征點和特征截面的選取45-49
• 4.3.1 計算模型45-47
• 4.3.2 計算及工況設(shè)定47-48
• 4.3.3 特征點的選取48-49
• 4.3.4 特征截面的選取49
• 4.4 計算結(jié)果49-61
• 4.4.1 灌漿廊道夏季施工計算結(jié)果49-55
• 4.4.2 灌漿廊道冬季施工計算結(jié)果55-58
• 4.4.3 壩基墊層施工計算成果58-61
• 4.5 溫度場與應(yīng)力場規(guī)律性分析61-62
• 4.6 計算結(jié)果分析62-68
• 4.6.1 灌漿廊道夏季施工結(jié)果分析62-67
• 4.6.2 灌漿廊道冬季施工結(jié)果分析67-68
• 4.6.3 壩基墊層施工結(jié)果分析68
• 4.7 溫控防裂措施68-73
• 4.7.1 正常施工條件下的溫控過程68-71
• 4.7.2 混凝土溫控防裂預(yù)案71-73
• 5 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73
• 5.2 展望73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研實踐及發(fā)表的論文75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻79-82

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本文編號：896116