寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温控防裂研究

《寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温控防裂研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、寒冷干旱地区高碾压混凝土坝温控防裂研究第1章引言1.1研究背景及研究意义碾压混凝土现（RollerpactedDam简称RCC)筑规技术是上世纪70年代兴起的一种新型筑坝技术。其实质是把混凝土琐和土石现两种施工方法加以综合、改进、结合而成的一种施工技术。由于这种筑坝技术建设速度快、造价相对较低，在短时间内即获得了世界各地规工界的认可。经过几十年的发展，全世界目前已建和在建的碾压混凝土现有好几百座。目前最高的是广西龙滩水电站碾压混凝土重力现，但寒冷干旱地区的高碾压混凝土现在新疆北部。那里气候条件恶劣，极端最高气温40.rC，极端最低气温-49.7°C，年平均气温2.7°C;寒潮多

2、发且降温幅度大，有4天降温可达41.2°C的历史记录；年平均风速1.75m/s，最大风速25m/s,多发生在春夏两季，且持续时间较长；降雨稀少，年平均降雨量仅为182.9mm；蒸发量大，年平均蒸发量达1915.3mm，日照强烈，多年平均日照时数为2864.5h,气候极为干燥。由上可见，新疆北部的自然条件可总结为冷热风干四个字：冷是指该地区冬季气温极低，且频发寒潮，寒潮降温幅度大；热是指该地区夏季气温较高，特别是太阳福射极强，使得建筑物表面被太阳直射部分的温度较高；风是指该地区风力强劲、频繁且持续时间长；干是指本地区空气干燥，相对湿度低，如混凝土养护不到位，易引起表层混凝土的干缩裂缝。因

3、为碾压混凝土的水泥用量相对较少，导致碾压混凝土绝热温升也比常规混凝土低，所以早期人们对碾压混凝土的温度应力与温度控制关注不多，有些工程为了快速施工和降低造价简化了温控措施，造成混凝土产生了裂缝。1.2国内外研究进展碾压混凝土筑现技术，是利用原来施工土石现的震动光面碾，在碾压力和周期性击振力的双重作用下，使零塌落度的干硬性混凝土密实、泛装的一种施工方法，作为一种新坝型的碾压混凝土现，之所以在短时间内被广泛认可并大规模推广，主要是因为其具有以下特点：(1)造价低。较常规混凝土，大大降低了水泥的用量（减少30?60%)，大量掺入粉煤灰或其它掺和料，简化了施工，节省了大量辅助材料，使工程投资大大降低，

4、平均可节省20-35%。(2)工期短。多采用自卸汽车直接运送混凝土入仓，大仓面、薄层、连续碾压上升的施工方式，工期可缩短25-40%。(3)温控措施得到简化。由于水泥用量少，混凝土发热量明显下降，同时多采用不设纵缝的施工方式，后期不需纵缝灌楽，可使较为复杂的温控措施得到很大程度上的简化。第2章基于ANSYS平台的大体积混凝土温度徐变应力计算程序开发研究2.1基本理论及计算方法ANSYS允许用户对其进行功能扩充和系统集成[151-154]，其二次开发工具包括：参数化程序设计语言（APDL)、用户程序特性（UPFs)、用户界面设计语言（UIDL)及数据接口。APDL功能强大，与分析部分交流频繁，可

5、融合在整个分析的各方面中。UPPs功能较强，主要用于像构建新单元、定义新材料等较复杂的二次开发工作，但通常也需借助APDL命令来完成其工作。UIDL则较少涉及到分析部分，主要用于GUI界面的二次开发。APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)语言，亦称为命令流，是对ANSYS进行二次幵发的基础。APDL由两部分组成，一部分是1千多条ANSYS的内部命令，另一部分是类似于FORTRAN的程序设计语言。与其它编程语言一样APDL具有，函数、数组、参数表达式，宏、流程控制（do循环与if-then-else分支）、用户程序，及标量、矢量和矩阵的操作等功能，可较容易地控制计

6、算流程、获得内部计算数据及数据的输入输出等。这1千多条命令的功能就是控制ANSYS分析过程的各个方面并驱动其运行，在APDL程序中，命令的参数不仅可以通过给确定值的方式进行赋值，还也可以通过表达式的计算结果或参数化的方式进行赋值。因此，可用APDL语言将ANSYS命令组织起来，写出参数化的用户程序，实现ANSYS分析的全过程，这将大大方便建模、计算及数据处理等工作，并使有些仅凭GUI操作无法完成的工作得以实现。..2.2仿真计算程序的编制2.2.1前处理ANSYS具有较强的几何建模和网格剖分功能，所以可在ANSYS内直接进行结构系统的有限元网格剖分。然后根据结构的施工计划或实际施工过程，将每一

7、个混凝土饶筑块定义为一个单元组件，并用数组进行标注后备用。将每个混凝土饶筑块的热交换面组成节点组，也用数组进行标注，以方便后面的调用。对于模型中不同种类的混凝土及基岩等其他材料，也可定义为不同的单元组件，方便调用。2.2.2混凝土浇筑过程模拟对于大体积混凝土结构分层饶筑的过程，可通过使用ANSYS的单元生死功能使来实现对其的模拟。已杀死的单元其实并没有从计算模型中被删除掉，而是将一个很小的因子（默