高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究

高碾压混凝土拱坝结构分缝及材料特性研究是国家“九五”重点科技攻关计划的专题。依托目前世界上在建的最高的沙版碾压混凝土拱坝工程,研究解决坝体温度应力大,如何优化坝体结构分裂方案和提高筑坝材料的抗裂能力等问题。通过对诱导缝设置理论和方法的研究,全过程仿真温度计算分析,坝体开裂的机制和破坏形态探讨,重复灌浆技术和预埋冷却水管的温控措施研究,以及混凝土材料和配合比的优选等系统的攻关,为优质高速建成沙牌高碾压混凝土拱坝创造了条件,为推广应用于其他工程,形成100m以上高碾压混凝土拱坝的成套建设技术,保持我国碾压混凝土筑坝技术在世界上的领先地位作出了贡献。     

基于温度应力仿真的碾压混凝土拱坝诱导缝开裂分析研究

诱导缝作为碾压混凝土拱坝结构防裂措施,能否在坝体温度下降时率先开裂,以消散温度应力,是控制坝体温度裂缝的关键。应用大型有限元分析软件ANSYS,采用薄层实体接缝单元模拟诱导缝,考虑施工期至运行期全过程瞬态温度荷载,通过三维有限元温度应力仿真分析和诱导缝开裂情况分析对全部采用"诱导缝"分缝形式的某碾压混凝土拱坝进行可行性研究。结果表明:坝体高拉应力区设置的诱导缝,在做好缝端处理,消除诱导缝与地基接触部位应力集中的条件下,能够有效地释放坝体应力,保证坝体在温度荷载下的运行安全。仿真分析结果可为该碾压混凝土拱坝的温度控制、裂缝预测及其预防提供参考依据。     

云龙河碾压混凝土拱坝结构分缝研究

考虑碾压混凝土拱坝的施工特点,浇筑气温变化影响,施工渡汛及横缝灌浆要求,水库蓄水过程以及混凝土的热力学特性变化等因素,采用三维有限元法计算坝体温度场及应力场过程,结合云龙河工程实际,通过对比分析不同分缝方案下的坝体应力场计算结果,推荐了一种分缝方案.     

碾压混凝土拱坝诱导缝的断裂力学分析

用断裂力学方法从局部分析了碾压混凝土拱坝诱导缝的设置问题，以含典型诱导缝的坝段为对象，讨论了缝长与缝间距对诱导缝作用的影响，并提出了两种新型诱导缝方案，即诱导缝斜向布置方案和尖头诱导板方案。     

碾压混凝土拱坝温度荷载的确定

用碾压混凝土建筑拱坝是筑坝技术的新发展,国内外尚无经验可借鉴。温度荷载是拱坝的主要荷载,碾压混凝土拱坝的施工特点决定了它的温度荷载不同于一般拱坝的温度荷载,为了成功地修建碾压混凝土拱坝,必须合理地确定其温度荷载,通过大量的分析,本文给出了确定碾压混凝土拱坝温度荷载的比较合理的方法,可供工程设计参考使用。     

诱导缝在碾压混凝土拱坝中的应用

1概述随着碾压混凝土筑坝技术的发展,诱导缝不仅是碾压混凝土拱坝中必不可少的结构措施,其范围已延伸到碾压混凝土重力坝中,可用于解决边坡陡峭的侧向稳定问题,起到联合抗滑稳定的作用。合适的诱导缝需要通过大量的研究工作而确定,研究方法是采用有限单元法,应用三维有限元程序,模拟施工过程进行多方案的仿真计算。通过对温度徐变应力的分析,研究诱导缝与温度应力之间的关系,结合温控措施,确定诱导缝的条数、位置以及诱导缝的削弱程度。研究过程是采取循序渐进的办法,首先研究大坝整体不分缝的情况,了解最大应力产生的部位和时间,初步判断设…     

高碾压混凝土拱坝分缝形式及破坏机理研究

本文结合四川沙牌碾压混凝土(RCC)拱坝,通过结构模型破坏试验,对RCC拱坝的分缝形式、坝体开裂与破坏机理进行研究,分析了诱导缝、横缝、周边缝等分缝形式对坝体的影响,确定了两条诱导缝加两条横缝的方案为选定方案。根据选定的分缝方案,探讨含诱导缝坝体的开裂破坏机理。研究中采用断裂力学理论,求得考虑尺寸效应的材料断裂韧度值和建立诱导缝的应力强度因子计算式,并通过分析断裂韧度与应力强度因子之间的关系,从理论上推导出诱导缝的开裂相似条件。据此提出在结构模型中模拟诱导缝的方法,在结构模型试验中实现对诱导缝的相似模拟,观察到坝体的开裂过程、破坏形态和破坏机理。试验结果已应用于沙牌拱坝工程的设计和施工中。     

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。     

下诱导缝上横缝的碾压混凝土拱坝分缝设计

云龙河三级水电站碾压混凝土拱坝坝址为典型的"V"形狭窄河谷,由于采用了通仓碾压和连续上升的施工方式,合理的分缝设计对改善坝体应力条件、保证大坝安全尤其重要。结合云龙河三级水电站拱坝的特点,首次提出了"下诱上横"的碾压混凝土拱坝分缝新技术,该分缝设计可保证施工期低高程坝体联合抵挡汛期洪水,浇筑完成后在预定位置张开成缝以利于后期封拱灌浆。经计算分析,并通过实际施工过程及运行阶段验证,该分缝设计是合理的,可为类似工程提供借鉴。     

高碾压混凝土拱坝不同分缝形式结构特性的试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝，采用整体结构模型试验，分别对设置周边应力释放缝加两条诱导缝、三条诱导缝、坝体不设缝三种方案进行了坝体的应力及变形特性、破坏形态、破坏过程及破坏机理的分析，从而得出了不同分缝形式下高碾压混凝土拱坝的结构特性。     

桑郎碾压混凝土拱坝温度场仿真分析

利用三维有限元法,对桑郎碾压混凝土拱坝进行了全过程仿真分析．分析中考虑了混凝土绝热温升随龄期的变化、分层浇筑和夏季停工渡汛等影响因素,得出了温度场分布及其随时间的变化规律．     

RCC拱坝施工期温度场数值仿真分析

RCC大坝的施工过程中,聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发,其所形成的温度荷载是影响水工建筑物安全的重要因素。本文旨在通过对国内某RCC拱坝施工期温度场的数值仿真分析,为大坝温控设计提供参考。     

高碾压混凝土拱坝温控可靠性分析

运用可靠度理论,考虑大气温度和关键混凝土参数的不确定性对拱坝温度场、应力场的影响,并将其作为随机变量,以控制拱坝施工期坝体最高温度为例构建坝体最高温度控制功能函数,采用响应面法解决功能函数无法显式表达的问题,从而建立拱坝施工期坝体温控失效概率和可靠度指标求解新模式。计算结果显示,与蒙特卡罗法计算结果的相对差别不超过8.36%。新方法在解决实际工程问题时可避免大规模的数值计算,在保证计算精度的前提下大幅提高了计算效率。     

碾压混凝土拱坝开裂研究的进展

近年来碾压混凝土拱坝快速发展,已经跃上了百米级高度的台阶。尽管高粉煤灰掺量使得碾压混凝土水化热较低,但由于采用通仓连续碾压的施工方式,使得碾压混凝土高拱坝的温度裂缝问题依然十分突出。从坝体分缝、拱坝开裂理论分析以及碾压混凝土材料、施工技术、理论计算等方面进行了探讨,分析了今后碾压混凝土拱坝裂缝控制的发展方向。     

碾压混凝土坝诱导缝设置及拱坝诱导缝等效强度

综述了国内外部分已建碾压混凝土拱坝和重力坝设置诱导缝的实例，以及在拱坝和重力坝中设置诱导缝的差异。介绍了我国碾压混凝土拱坝诱导缝的模型试验概况、诱导缝等效强度理论研究和数值计算的现状。     

碾压混凝土坝诱导缝的断裂分析

本文采用三维有限元分析模型分别对矩形和椭圆形诱导片裂尖的应力强度因子进行了计算，结果表明两种模型的计算结果比较接近，但椭圆形计算公式便于应用。对无限体内含椭圆形包体的理论公式进行修正，得到了有限体内含椭圆形包体的公式。在此基础上，利用有限元分析结果和双因素回归分析建立了考虑有限体、试件尺寸类型和削弱度影响的双向间隔诱导缝应力强度因子的计算公式，便于碾压混凝土坝诱导缝的设计计算。     

温降和水库蓄水引起的碾压混凝土拱坝裂缝分析

施工温降是引起碾压混凝土拱坝裂缝的主要荷载。均匀温降作用下拱坝在裂缝前整个断面处于受拉状态，最大拉应力出现在拱端上游面和拱冠下游面。均匀温降使碾压混凝土拱坝全断面受拉，坝体形成深层的或贯穿性的裂缝对拱坝的危害较大。施工温降在水库放空时所产生的裂缝深度一般比水库蓄满时大。水荷载所产生的压应力可以部分或全部抵销温降所产生的拉应力。一般来说，上游水荷载对拱坝的作用更大，它在拱圈大部分区域产生很大的压力，因而使裂缝的扩展受到抑制。用水平拱作为计算图形进行结构分析，能较好地反映出碾压混凝土拱坝的应力和裂缝状况；混凝土的钝裂缝带模型用于有限元断裂分析和确定裂缝扩展深度比较方便。