龙华 口碾压混凝土重力坝位于寒冷地 区 ,冬季坝体 内外温差 大 ,易产 生较大 的拉应 力而导致表 面开裂。现结合 大坝工程实际施 工条件及进度安排 ,通过 三维有 限元仿真分析 ,主要 研究了浇筑进度 和表 面永久保温措施对施工期 大 坝混凝 土温度应力 的影 响。仿真分析结果表明 ,施工进度安排对大坝温度应力有较大影响 ,采取大坝表 面永久保温措 施可显著减少坝体内外温差,有效控制大坝温度应力,为施工期温控设计提供了参考依据。 关键词 :RCC重力坝 ;表面保温 ;温度应力 ;仿真分析 中图分 类号:TV642.2;TV544 .921 文献标识码 :A 文章编号 :1672—1683(2010)05—0052—06 InfluenceofPermanentSuperficialHeatPreservation on theTemperatureStress duringtheConstructionPeriodofLonghuakouRCC GravityDam JIN Xin,LIPeng-hui,XUE Cheng,SUN Guo-qiang (StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing,100084,China) Abstract:LonghuakouRCC gravitydam islocatedatacoldregion.Inwinterthereisallobservabletemperaturedifferencebetweeninsideand outsideofthedam,whichmayinducelargertensilestresstriggeringthesurfacecracking.Theinfluenceofvariousschedulesandpermanentsu— perficialheatpreservationonthetemperaturestressduringtheconstructionperiodisstudiedusingthe3Dfiniteelementsimulationanalysisbased ontheactualconditions.Theresultsshow thatvariousscheduleshavegreatinfluenceOilthetemperaturestressofthedam.Thepermanentsu— perficialheatpreservationmeasurescansignificantlydecreasethetemperaturedifferenceandeffectivelycontrolthetemperaturestressofthedam whichcanprovidetheimportantreferenceforthetemperaturecontroldesignofthedam duringtheconstructionperiod. Keywords:RCCgravitydam;superficialheatpreservation;temperaturestress;simulationanalysis 龙华 口水 电站 工程 位于 山西 省 盂县 ,主坝 为 碾压 混 凝 土(RCC)重力坝 ,最大坝高 63.2m,坝顶长 353ITI。坝体 基本 断面 为三 角形 ,坝顶 高程 575In,宽 5m。上 游面 自高 程 525In处 以 1:0.2坡度 放 坡至 建基 面 ;下游 面 坝坡 1: 0.75,最大底 宽 501TI。大坝 共分 14个 坝段 ,包 括 2个表 孔 溢流坝段 和 2个底孔泄 流坝段 。坝体不设 纵缝 ,横缝 宽度为 15~ 30In 。 为了清楚地 了解 龙华 口碾压混凝土重力坝 的温度特性及 温度应力 ,本文选取 6号典型坝段为研究对 象 ,使用清华大学 水 利系 自主开发 的三维有 限元 仿真计算 程序 SaptsV1.0模 拟了施工期全过程的温度和徐变应力变化(含累积 自重),分 析了坝体上、下游表面采取永久保温措施的效果,为碾压混凝 土重力 坝的温度控制及 防裂设计提供依据【1]。 l 计算模型及参数 1.1 计算模型 选取 6号坝段作 为典型坝 段进行建 模分析 ,地基 深度方 向取 100rn(约 1.5倍坝高),上、下游方向分别取 100rrl。坝 基边界约束条件为:基岩上下游计算边界给定顺河向约束 ,其 他两向 自由 ;基岩左右边计算边界给定沿坝轴线方向的约束 , 其他两向自由;基岩底部计算边界面给予固定约束,即z、Y、 三向约束。计算坐标系符合右手法则, 轴为横河向(指向右 岸),y轴指向上游(顺水流方 向),z轴 向上 (表示高程)。 6号典型坝段(含地基)共离散为 12980个单元 ,其中 坝体 11160个单元 ,地基 1820个单元,均采用 8节点 6 面体等参单元。坝体和地基节点一共 15334个 。单元的
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