:采用有限单元法对龙开口碾压混凝土坝 9 号泄流中孔坝段施工期和运行期的温度场、应力场 进行了全过程仿真分析,应力计算考虑了坝体自重、静水压力、温度荷载、随龄期而变化的混凝土弹 性模量、混凝土徐变等因素。 仿真结果表明:坝体泄流孔口在施工期形成了 3 ~ 4 MPa 的高拉应力, 但运行期后应力减小至 2 MPa;坝体上部由于在夏季浇筑温度较高,温降后形成的大温差产生了较 高拉应力,但 10 a 后应力状态改善;大坝除坝踵处出现应力集中外,整体压应力水平小于 2 MPa;孔 口附近及大坝整体的应力状态是基本安全的。 关键词:碾压混凝土坝;有限元法;温度仿真;应力仿真;龙开口水电站 中图分类号:TV642郾 2 文献标志码:A 文章编号:1006 7647(2016)03 0078 05 Simulation of temperature and stress fields of Longkaikou RCC Gravity Dam/ / LU Ji1 , PAN Jianwen2 , XU Xiaorong2 , YANG Jian3 , WANG Jinting2 (1. Huaneng Lancang River Hydropower Co. , Ltd. , Kunming 650214, China; 2. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 3. Huaneng Clean Energy Research Institute, Beijing 102209, China) Abstract: The finite element method was used to simulate the temperature and stress fields of the ninth discharge section of the Longkaikou Roller鄄Compacted Concrete (RCC) gravity dam throughout the process of the construction and operation periods. The gravity load, hydrostatic pressure, temperature load, change of Young爷s modulus with age, and creep effect of concrete were considered in the calculation of the stress field. The results show that high tensile stresses of 3 to 4 MPa occur near the discharge orifice in the construction period, but decreas to 2 MPa in the operation period. High tensile stress also occurs in the upper portion of the dam due to the high pouring temperature in summer and a large temperature drop after construction, but the stress state will be improved after 10 years of operation. The compression stress of the dam is less than 2 MPa, except for higher compression stress at the dam heel due to stress concentration. The stress states near the discharge orifice and in the dam body indicate that the dam is basically safe. Key words: RCC dam; finite element method; temperature simulation; stress simulation; Longkaikou Hydropower Station 龙开口水电站位于云南省大理州鹤庆县,是金 沙江中游 8 个梯级水电站的第 6 级,坝址地处干热 河谷气候区。 水库正常蓄水位为 1 298郾 00 m,总库 容为 5郾 07 亿 m3 。 拦河大坝为碾压混凝土重力坝, 最大坝高 119郾 00 m,坝顶长 768郾 00 m[1] 。 坝后式厂 房共布置 5 台混流式水轮发电机组, 单机容 量 360 MW,总装机 1 800 MW。 该工程施工过程中克服 了停工、深槽处理[2] 等重大困难,于 2012 年 11 月 25 日实现下闸蓄水,2013 年 5 月 30 日顺利实现坝 前水位抬升至正常蓄水位。 蓄水安全鉴定报告中明 确指出“坝体混凝土实测最高温度超温范围、超温 率和超温幅度均较大,蓄水后混凝土内部的较高温 度可能导致坝体出现裂缝冶。 龙开口水电站是典型的碾压混凝土(RCC) 重 力坝。 RCC 坝是一种以分层填筑、振动碾压方式密 实的混凝土坝[3] ,具有水泥用量少、绝热温升较低 的优点,但大量掺用粉煤灰,后期水化热温升持续时 间长[4] 。 RCC 坝分层浇筑上升速度快,因而施工过 程中层面散热不够[5] 。 另外,季节变化[6] 、寒潮[3] 等也是引发裂缝的重要原因。 因此,重视温度应力 和温度控制问题,对坝体温度场和应力变形进行仿 真计算分析是十分必要的。 自国外引入有限元时间

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