寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温控防裂研究初探

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发布时间：2021-09-16

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寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温控防裂研究初探
孙启冀’。侍克斌’，
(1．新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052；2．
李捷
新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)
摘要：介绍了工程研究的背景和意义；总结了国内外碾压混凝土坝温控防裂研究的方法和进展，分析了寒冷干旱地区碾压混
凝土坝温控防裂的特点；提出了寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温控防裂研究的方向。
关键词：温控防裂；施工技术；高碾压混凝土重力坝；寒冷干旱地区
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)06—0143—02
Preliminary study on temperature control and crack prevention of high roller compacted dam in cold and arid area
SUNQifi ，SHIKebin ，LIJie。
(1．College ofWater Conservancy and Civil Engineering，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China；
2．Xinjiang SurveyandDesignInstituteofWaterResourcesandHydropower，Urumqi 830000，China)
Abstract： Introduced the background and meaning ofthe project．Summarized the progress of studying on temperature control and crack
prevention ofroller compacted concre~gravity dam，and analyzed the characteristics on temperature control and crack prevention ofroller
compacted gravity dam in cold and drought area．Proposed research directions of temperature control and crack prevention of high roller
compacted dam in coldan d aridarea．
Keywords： temperature control and crackprevention；constructiontechnology；high roller compactedgravity dam ；coldandaddarea
0 引言
碾压混凝土坝(Roller Compacted Dam简称RCC)筑
坝技术是20世纪7O年代兴起的一种新型筑坝技术，其实
质是将混凝土坝和土石坝两种施工方法加以综合、改进、结
合而成的一种施工技术。由于这种坝型造价低、建设速度快，
在短期内即获得了世界性的认可[J】。
经过6O年的发展，全世界已建和在建的碾压混凝土
坝已有好几百座。目前最高的是广西龙滩水电站碾压混凝
土重力坝，但寒冷干旱地区的高碾压混凝土坝在新疆北部。
那里气候条件恶劣，极端最高气温40．1℃ ，极端最低气温
一49．7℃ ；昼夜温差大且寒潮频繁，有4 d降温可达41．2℃
的历史记录；年最大风速可达25 m／s，多发生在春夏两季，
且持续时间较长；降雨稀少，年平均降雨量仅为1 82．9 mm；
蒸发量大，年平均蒸发量达1 915-3 mm；日照强烈，多年平
均日照时数为2 864．5 h，气候极为干燥。
因此，在新疆北部这样的寒冷干旱地区修建碾压混凝
土坝，需克服极其恶劣自然条件，解决一系列的科学技术
问题，难度是非常高的，具有十分重大的研究意义。
1 国内外高碾压混凝土坝温控防裂研究进展
国外在温度场和温度应力场仿真分析方面，美国一般采
用有限元时间过程分析方法，日本采用约束系数矩阵法进行
温度应力的计算，英国和法国一般采用ANSYS、AD1NA和
ABACUS等专用程序。
国内的许多高校和科研单位在这方面亦进行了很多
的研究工作并取得了大量的研究成果，特别是通过国家“七
五”、“八五”和“九五”三次科技攻关，碾压混凝土在水利水
电工程中的应用取得了明显的进步。我国在大体积混凝土
的温度应力数值计算分析和理论研究方面，处于世界领先
地位。
目前对碾压混凝土坝施工期及运行期的温度徐变应
力仿真计算研究的框架已基本建立，由国内外成果可以得
到以下几点认识：①简化和复杂并存。一方面，为了减少计
算工作量，尽可能简化计算模型，采用简单实用的公式和
试验加以粗略估计，对碾压混凝土坝作全过程、全因素的
仿真分析，力求计算结果尽可能接近实际情况；另一方面，
有一些学者将碾压混凝土开裂模型和应变软化模型引入
温度应力计算，使整个计算更复杂、计算量更大。②数值计
算的模型与方法基本相同，除了个别文献在考虑碾压混凝
土受力变形过程中的破坏与应变软化外，大部分研究者都
采用黏弹性模型，计算方法上以有限元为主；③对重力坝
的计算以二维为主，对拱坝的计算多采用三维有限元分析