环境温度条件对混凝土坝长期运行的影响

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发布时间：2021-09-16

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环境温度条件对混凝土坝长期
运行的影响
胡平，杨萍，吴志朋，马晓芳
(中国水利水电科学研究院，北京 100038)
摘要：重点分析了环境温度条件对水电站大坝长期运行的影响，论证了混凝土大坝裂缝的成因，同
时阐述了在混凝土大坝的温控设计中，要科学地确定大坝的温度荷载，并通过合理的施工措施，才能
有效地预防或限制缺陷产生，保证水电站大坝的长期安全运行。
关键词：水电站大坝；环境温度；裂缝；温度应力；温度控制
中图分类号：TV698．23 文献标识码：A 文章编号：1000—0860(2012)09—0026 04
Impact of environment temperature on long-term operation of concrete dam
HU Ping，rANG Ping， W U Zhipeng， MA Xiaofang
(China Institute of Water Resources&Hydropower Research，Beijing 100038，China)
Abstract：The impact of environment temperature on the long·term operation behavior of concrete dam is emphatically analyzed
herein．and then the causation of formation of cracks on concrete dam iS demonstrated as wel1．Simultaneously．it iS expatiated
that the temperature load must be scientifically determined during the thermal control design of the dam；furthermore，only
through reasonable construction measures can the relevant defects be effectively prevented or restricted to ensure the long—term
safe operation of concrete dam．
Key words：concrete dam；environment temperature；cracks；therm al stress；thermal control
1 环境温度条件对混凝土坝长期运行的影响
在混凝土坝的长期运行中，环境温度(上游水库
水温、下游气温和太阳辐射)是影响大坝安全运行的
重要边界条件。本文所介绍的大坝典型裂缝的成因，
均与大坝施工期遗留的隐患以及运行期的环境温度条
件有着直接的关系。而如何在大坝设计之初，科学合
理地考虑环境因素的影响，也是大坝从业者的主要任
务之一。
1．1 重力坝的劈头裂缝
全世界已建成的大坝中，不少重力坝在上游面产
生了深度不等的劈头裂缝，一些大坝的劈头裂缝甚至
深入坝内达几十米，发展成渗漏通道，严重影响了大
坝的安全运行¨J。大坝形成劈头裂缝的先决条件，
是上游表面有裂缝，而大坝表面裂缝产生的最主要原
因，是来自上游面沿坝轴线方向的温度应力。产生过
较严重劈头裂缝的大坝，多为施工中实施通仓浇筑的
重力坝。由于横缝间距过大或施工期和水库蓄水初期
内外温差过大，都有可能导致混凝土表面温度应力超
标，产生表面裂缝。
1．1．1 内外温差影响
当混凝土坝内部温度较高，外部温度较低时，由
于内外温差的影响，混凝土表面会产生较大的表面应
力，严重时会产生表面裂缝。例如我国西北某坝施工
期遭遇2 d降12℃ 的温度骤降后，由于没有及时采
取仓面保护，引起的瞬时内外温差，使得层面最大拉
应力超出混凝土的即时强度，导致表面开裂，影响深
收稿日期：2011·11-08
基金项目：国家科技支撑计划项目(2008BAB29B05)；国家自然科学基
金项目(50909105)；水利部行业公益科研专项(200801007)。
作者简介：胡平(1957一)，女，江苏无锡人，教授级高级工程师。