低弹模地基大体积混凝土施工期温度应力分析

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发布时间：2021-09-10

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低弹模地基大体积混凝土施工期温度应力分析
陈浩，李锋，简秋霞
(长江勘测规划设计研究有限责任公司施工设计处，湖北武汉430010)
摘要：为了研究低弹模基岩地区大体积混凝土施工期的温度应力，选取低弹模基岩地区两个坝块尺寸差异较
大的实际工程为研究对象，采用有限元法对坝体温度及温度应力进行了仿真计算，并用弹性地基梁法对其进
行了复核。结果表明：对于基岩弹模明显低于混凝土弹模地区的大体积混凝土工程，由于基岩对上部混凝土
温度变形时的约束较小，对温控防裂较有利，可参照基岩弹模和混凝土弹模相近的基础允许温差标准，适当放
宽基础温差标准l℃ 一2~C，坝体温度应力仍可控制在设计允许应力范围内；当放宽基础温差标准后，坝体分
缝、温度控制措施等要求均相对降低，可减少温控投入，为加快工程施工进度创造有利条件，具有较好的现实
意义。
关键词：低弹模基础；大体积混凝土；温度应力；温控
中图法分类号：TV43 文献标志码：A
大体积混凝土在施工初期受水泥水化热温升影
响，内部温度较高，在混凝土冷却至稳定温度的过程
中，混凝土将产生较大的变形，受基岩约束的影响，坝
体基础约束区内将会产生较大的温度应力，当温度应
力超过混凝土抗拉强度时易导致坝体内部发生基础贯
穿性裂缝。目前国内外对大体积混凝土温度及温度应
力的研究，以及规范规定的基础允许温差标准，主要是
针对基岩弹模与混凝土弹模相差不大的一般地区，但
对于基岩弹模明显低于混凝土弹模的坝体温度应力的
研究则相对较少，相应的工程经验也较少¨。。
随着国内水电工程的大规模建设，在低弹性模量
坝址地区修建的水电工程越来越多，有必要进行专门
的研究。作者根据目前国内已建或在建多个类似工程
资料，结合实际工程，采用三维有限元和弹性地基梁等
方法进行了仿真计算，分析了基岩弹模较低地区大体
积混凝土施工期坝体温度应力情况，并对关键参数
(基岩弹模、坝块尺寸等)进行了敏感性分析。
1 工程基本资料
为分析研究低弹模基础地区大体积混凝土温度应
力的基本情况与一般规律，本文结合工程实际，选取坝
块尺寸差异较大但其他条件较类似的向家坝水电站和
小南海水利枢纽作为低变(弹)模基础地区典型工程
进行分析研究，计算根据工程试验数据、实际(或拟
定)施工方案和措施进行。
各工程基本情况及计算参数取值见表1，典型坝
段剖面见图1，2。
向家坝水电站通水冷却情况：12月至次年2月不
初期通水，3，11月初期通河水，其他月份初期通12~C
制冷水，初期通水时间15 d。10月开始中期通河水，
冷却至22％左右。后期通l2℃ 制冷水至坝体稳定温
度。