寒冷地區碾壓混凝土重力壩溫控防裂措施研究.pdf

1、最冷月平均氣溫在-10℃至-3℃之間的地區為寒冷地區。寒冷地區因為年平均氣溫較低,所以大壩穩定溫度也較低,較大的基礎溫差容易引起基礎貫穿性裂縫;較大的氣溫變幅、晝夜溫差以及頻繁的寒潮作用,極易引起混凝土表面裂縫。寒冷地區大壩施工條件與溫和地區不同,寒冷地區施工期一般為3月至11月,每年12月至第二年2月停止施工,這種冬季長間歇的施工方式,使得混凝土壩在越冬層面及上下游表面,引起較大的拉應力集中。因較大的內外溫差,上下游表面及越冬長間歇面

2、中間部位容易引起較大的水平拉應力,而較大的上下層溫差使得壩體極易在越冬層面發生沿施工水平縫的裂縫。寒冷地區一般永久保溫,由于保溫板作用,混凝土表面溫度較外界氣溫有較大幅度的提高,混凝土允許最高溫度也應有所提高。
　　基于上述問題,本文圍繞寒冷地區碾壓混凝土壩的溫控防裂措施進行研究,主要完成了以下幾方面的內容:
　　(1)基于ANSYS平臺,編寫大體積混凝土三維溫度場和徐變應力場仿真分析的APDL程序,重點考慮了冷卻水管、表面

3、保溫的計算方法;
　　(2)以寒冷地區某碾壓混凝土重力壩為研究對象,通過對施工期和運行期進行溫度場和徐變應力場進行仿真計算,分析了自然入倉(或降低澆筑溫度)、表面保溫、通水冷卻等溫控措施的防裂效果,重點分析了不同保溫措施對冬季長間歇面的影響;推薦符合該工程的溫控措施;
　　(3)通過施工期及運行期寒潮作用下的溫度場及應力場進行仿真分析,研究寒潮對不同齡期混凝土的影響,探討了大壩上下游裸露面運行期永久保溫的必要性;
　　

4、(4)對不同力學參數下基礎約束區和非基礎約束區混凝土徐變應力場的仿真分析,研究寒冷地區碾壓混凝土重力壩溫度控制標準,分析取消通水冷卻措施的可行性。
　　通過以上分析可知,表面保溫可有效減小內外溫差,降低澆筑溫度和通水冷卻可有效減小基礎溫差;對于寒冷地區的碾壓混凝土壩,宜降低混凝土澆筑溫度、保溫、通水冷卻措施同時進行,否則難以滿足規范中對基礎溫差、內外溫差及上下層溫差的要求;對運行期大壩裸露面應采用永久保溫板永久保溫。單純從徐變應力