本文运用有限单元法对光照碾压混凝土重力坝进行施工 、蓄水及运行 全过程的温度 、应力应 变综合 仿真分析 ，得出了温度场 、位移场 、应力 场的分布规律 。文 中还对坝体／坝基系统进行 了全程综合仿真 分析与传 统不仿真分析 ，并将两种方案结果进行对 比，为工程设计和施工提供依据 。同时也为在狭窄河谷 地区建造 200m 级 高的碾压混凝土坝提供可靠 的理论和实践经验。 【关键词】 碾压混凝土重力坝 温度 应力应变 全程综合仿 真分 析 【中 图 分 类 号】 TV222．1 【文 献 标识 码】 B 【文 章 编 号 】 1672— 2469 (2011)03一O04O—O5 【D0I编 码 】 10．3969／j．issn．1672—2469．2011．03．013 1 引言 1 计算原理与分析方法 据 对 国内外 已建碾压 混凝土 坝 的运 行观测 ，总 体来说 碾压混 凝 土筑坝技 术是成 功 的 ，但 己运 行 的 一 部 分 坝 中 出 现 较 多 裂 缝 ，如 加 拿 大 的 Revel— stoke、美 国的 Dworshak以及 中国 的水 东 等大 坝 ， 相继 出现裂缝 和漏水 。这 不仅影 响 了大 坝 的安全运 行 ，而 且使人 们对碾 压混 凝土坝 的筑坝 技术 产生疑 虑 ，因而引起 国际坝工界 的高度 重视 [1]。 碾压混凝土坝产生裂缝的主要原因是在受约束 条件 下 ，温 度拉应 力超 过 了混凝 土 的允 许拉 伸变 形 能力从 而导 致开裂 。为 了寻找裂 缝 的形 成 、发展 和 扩展 的规律 ，在设 计 阶段 必须进 行温度 场及应 力 场 仿真分析 。由于施工 过程 中 的温度变 化对 碾 压混 凝 土坝 的应力状 态有 重要 影 响 ，随着碾 压 混凝 土坝 高 的不断增 加 ，这 种 影 响 会 越 来 越 大 。且 现 在 在 建 、 拟建 的碾压混凝 土坝绝大多数是碾压 混凝土重力 坝 ， 因此 ，碾压混凝 土重 力坝 成层 浇筑过 程 中 的温度 场 及应力场 的仿 真计算 就成为一个重要研究课题 。 本文 运用有 限单元 法对光 照碾压 混凝 土重力 坝 进行 施工 、蓄水 及运行 全过程 的温度 、应力 应变 综 合仿 真分 析 ，得 出了温 度场 、位移 场 、应力 场 的分 布规律。还对坝体／坝基系统进行 了全程综合仿 真 分析 与传 统不仿 真分析 ，并将两 种方 案结果 进行 对 比 ，为工程 设计 和施工 提供依 据 。 · 40 ‘ 2．1 温 度场计 算 的基本原 理[ 根据 热传 导 理 论 ，三 维非 稳 定 温 度 场 应 满 足 下 列偏微 分方 程 ： 苦 等 +等 +筹 + 一 十 十 十 式 中 ：T—— 温度 (℃)； a — — 导温 系数 ，口一 ／印， 单位 (m ／h)； Q—— 由于水化 热作 用 ，单 位时 间 内单 位体 积 中发 出 的热量 ，(kJ／m。·h)； C—— 混 凝土 比热 ，(kJ／kg·℃)； p—— 密度 ，(kg／m。)； r—— 时间 ，(h)。 2．2 徐变 应力计算 的基本 公 式[4] 由于弹 模 E 和徐 变 度 都 随 时 间 而 变 化 ，不 能 采用 常 规 的 方 法 ，可 以采 用 增 量 法计 算 ，把 时 间 划 分 为一 系列 时 段 ( 一 1，2… … )。在 时段 内产生 的应 变增量 为 ： {△￡}一 {△e }+{△e )+{△￡ )+{△￡ }+We ) 式 中 ：{△e )、{Ae }、{△e )、 {△￡ }、 {△￡ )分 别为弹性 、徐变、温度 、自生体积 、干缩应变增量 ； 应 力增 量和应 变增量 关 系为 ：

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