有关混凝土坝的两个新理念.ppt

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1、关于混凝土坝的两个新理念1.混凝土半熟龄期2.混凝土坝数字监控混凝土半熟龄期—提高混凝土抗裂能力的新途径—提高抗裂能力传统方法1.降低水泥用量混合材（粉煤灰、矿渣……）减水剂2.降低线胀系数α（石灰岩）3.改变自生体积变形（MgO）4.提高极限拉伸5.提高抗拉强度6.降低弹模E提高抗裂能力新方法改变半熟龄期当（5）图1半熟龄期1/2半熟龄期的计算（4）1.指数式（6）（7）2.双曲线式（8）3.复合指数式（9）（10）半熟龄期的工程意义半熟龄期小，上升快，散热少，温差大半熟龄期大，上升慢，散热好，温差小小大图3自由墙（单位：m）图4自由墙

2、中心点温度过程线图5自由墙表面应力过程线（a）（b）图6岩基上的浇筑块计算网格（20结点单元，岩基只示意一部分）图7自然冷却时岩基上浇筑块中心温度过程线比较图8自然冷却时岩基上浇筑块中线温度包络图比较图10自然冷却时岩基上浇筑块中线应力包络图比较图11有水管冷却时岩基上浇筑块中心温度过程线比较图12有水管冷却时岩基上浇筑块中线温度包络图比较图14有水管冷却时岩基上浇筑块中线应力包络图比较改变混凝土半熟龄期的途径4.1改变水泥矿物成分与水泥细度应压低C3S含量、提高C2S含量硅酸盐水泥C3S含量比表面积20世纪30年代30%220m2/kg目

3、前≥50%340-370m2/kg4.2采用混合材料与外加剂混合材外加剂过去：初凝和终凝时间今后：改变半熟龄期混凝土坝的数字监控2仪器监测不足2.1仪器观测断面太少图1混凝土坝观测断面2.2观测剖面不能给出温度场和应力场变化全貌图4岩基上3层混凝土浇筑块中央断面水平应力x分布图1重力坝三维仿真计算第一主应力包络图（MPa）2.3仪器观测的局限不能给出应力场只能给出变位场不能给出大坝安全系数3大坝数字监控1.全坝全过程仿真分析2.反分析3.材料变形弹性、徐变、非线性4.全部荷载自重、温度、水压力、渗流、地应力5.预报功能4数字监控在施工期的

4、作用1.及时了解大坝温度场及应力场2.预报大坝后期应力场3.及时发现问题及时采取对策图5柯茵布兰拱坝裂缝（高程：m）（a）纵横剖面；（b）11-21坝段水平断面（阴影部分为开裂区）；（c）中央坝段断面1—1978年裂缝；2—1983年裂缝；3—下游裂缝；4—水平施工缝；5—龙巴迪推测的开裂线；6—基岩内裂隙；H—水平剪力特高拱坝裂缝预防图4某拱坝2004年7月15日的温度云图（℃）图5某拱坝2005年1月15日大坝整体第一主应力云图（10-2MPa）图6某拱坝2005年1月15日各坝段顺河向应力云图（10-2MPa）5数字监控在运行期的作用

5、（1）计算大坝温度场和应力场（2）运行期条件改变的评估（3）大坝安全评估图21-1-7车伊齐尔拱坝裂缝1—上游面横缝张开；2—下游面主裂缝；3—灌浆孔；4—检查孔；5—灌浆孔；6—监测孔；7—横缝；8—电梯井及检查廊；9—灌浆廊；10—脚手架；11—主裂缝；12、13、14、15—灌浆孔；16—监测孔现行混凝土坝安全评估方法的不足（1）没有考虑施工过程对坝体应力的影响；（2）只考虑了坝面的水压力，没有考虑地基的水荷载及地应力；（3）忽略了运行期非线性温差的影响；（4）不能考虑非线性变形及坝体裂缝和接缝的影响。（5）不能充分利用实测资料实例1

6、某重力拱坝坝高76.3m施工期：1958-19621968-1972没有温控裂缝严重反分析、全坝全过程仿真考虑应力历史，冬季超载K=1.80夏季超载K=1.91不考虑应力历史K=2.17多拱梁计算K=12.34图3某重力拱坝仿真计算模型中的横缝和裂缝单元垂直裂缝横缝水平裂缝例2某重力坝1937-1945，浇混凝土89%1948-1953，完工H=90.5m三条纵缝，上部无键槽下部有键槽，未灌浆按“重力坝设计规范”计算材料力学计算：无拉应力有限元计算：拉应力深度：0.02B<0.07B抗滑稳定K=2.82略小于3.00仿真计算考虑应力历史及纵

7、缝K=1.11（冬季）K=1.14（夏季）不考虑应力历史及纵缝K=1.67加厚4mK=2.33正常重力坝K=3.26