严寒地区碾压混凝土坝越冬层面温度应力控制仿真分析

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1、摘要论文题目：严寒地区碾压混凝土坝越冬层面温度应力控制仿真分析学科专业：水工结构研究生：魏婷婷指导教师：陈尧隆教授摘要签名：在大体积混凝土结构中，温度应力和温度控制具有重要的意义。碾压混凝土坝与常态混凝土坝相似，同样存在着温度裂缝问题。对碾压混凝土坝，虽然水化热温升较常态混凝土坝低，但由于其材料特性和施工特点，因此坝体温度应力成为了不能忽视的问题。尤其是在严寒地区，恶劣气候条件和采用冬季长间歇式施工方式使得在混凝土坝越冬层面附近，容易产生较大的上下层温差和较大的内外温差，从而在上下游表面附近引起较大的拉应力集中，并且在越冬停浇面中

2、间部位引起较大的水平拉应力。为混凝土的防裂带来较大的困难。本文研究施工期在越冬停浇面上设一条人工温度应力释放缝并结合对越冬层进行保温措施，以达到控制越冬层面温度应力的目的。论文根据热传导理论，三维有限元理论，推导了三维温度场有限元计算公式；根据热力学基本理论，三维有限元理论和混凝土徐变理论，推导了三维温度徐变应力场的有限元计算公式。在研究方法上采用三维有限元浮动网格法仿真程序来实现对越冬层面温度控制的仿真计算。论文通过某典型算例对碾压混凝土坝越冬层面不采取温控措施，采取设缝不保温和采取保温设缝三种方案的施工期和运行期温度徐变应力场

3、进行了全过程仿真计算分析。较为系统的研究了越冬层面采取温控综合措施对坝体温度裂缝控制的积极作用。计算结果表明采用保温和设温度应力释放缝的措施能显著改善由于越冬层面长间歇引起的坝体开裂问题。该项研究为解决严寒地区高碾压混凝土重力坝由越冬层长间歇引起的混凝土开裂问题提供了一条新途径。关键词：温度应力释放缝；三维有限元；越冬层面；保温：高碾压混凝土重力坝西安理工大学硕士学位论文Title：SIMULATIoNANDANALYSESOFCoNTRoLLINGTHETHERMALSTRESSOFOVERWINTERINGLAYEROFTHE

4、RCCDAMINHlGH．COLDAREAMajor：HydraulicStructureEngineeringName：TingtingWEISupervisor：Prof．YaolongCHENAbstractSignatureThermalstressandtemperaturecontrolhaveimportantmeaningsintheconstructionofmassconcretestructure．Similaringtonormalconcretedam，RCCdamhasthequestionofcrac

5、kingindam．AlthoughthehydrationheatinRCCdarnislowerthanthatinnormalconcretedam，thermalstressbecomesthequestionwhichcan’tbeignoredowingtoitsmaterialandconstructioncharacteristics．Especiallyinseverecoldarea,abominableclimaticconditionsandadoptinglongintermissiontypeconst

6、ructionmode，itiseasilytoinducethermalStressbetweentwocompactlayersandinternalandextemalofconcrete，thusitcouldcausegreaterstressoftensionstressconcentrationonthesurfaceofupstreamanddownstream，andcausegreaterhorizontaltensionstressintheintermediatepositionofoverwinterin

7、glayer，whichbringgreaterdifficultyforthecrackcontrolofmassiveconcrete．Tmspapertakesaresearchonsettinganartificialstress-releasedjointonoverwinteringlayerandcombine、衍tllthermalinsulationmeasureonthelayer,inthiswaytocontrolthethermalstressofoverwinteringlayer．111epaperi

8、sbasedontheheatconductiontheoryandthethree-dimensionalfiniteelement(3一DFEM)theory，the3一DFEMtheoryformulasoftemperaturefielda