寒冷地區(qū)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(qū)為寒冷地區(qū)。寒冷地區(qū)因為年平均氣溫較低,所以大壩穩(wěn)定溫度也較低,較大的基礎(chǔ)溫差容易引起基礎(chǔ)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(qū)大壩施工條件與溫和地區(qū)不同,寒冷地區(qū)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(yīng)力集中。因較大的內(nèi)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(yīng)力,而較大的上下層溫差使得壩體極易在越冬層面發(fā)生沿施工水平縫的裂縫。寒冷地區(qū)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(yīng)有所提高。
　　基于上述問題,本文圍繞寒冷地區(qū)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(nèi)容:
　　(1)基于ANSYS平臺,編寫大體積混凝土三維溫度場和徐變應(yīng)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(qū)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(yīng)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(yīng)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(shù)下基礎(chǔ)約束區(qū)和非基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土徐變應(yīng)力場的仿真分析,研究寒冷地區(qū)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(nèi)外溫差,降低澆筑溫度和通水冷卻可有效減小基礎(chǔ)溫差;對于寒冷地區(qū)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(guī)范中對基礎(chǔ)溫差、內(nèi)外溫差及上下層溫差的要求;對運行期大壩裸露面應(yīng)采用永久保溫板永久保溫。單純從徐變應(yīng)力