【摘要】：碾壓混凝土拱壩普遍采用通倉薄層澆筑、大面積連續(xù)上升的施工方法,混凝土產(chǎn)生的大部分水化熱短期內(nèi)積莆在壩體無法及時(shí)散發(fā),從而形成內(nèi)外溫差和層間溫差,在周邊基礎(chǔ)的約束作用下壩體更易在溫降時(shí)產(chǎn)生溫度裂縫。誘導(dǎo)縫作為碾壓混凝土拱壩的結(jié)構(gòu)防裂措施,能否在壩體溫度下降時(shí)率先開裂,達(dá)到釋放溫度應(yīng)力、控制無序裂縫的目的,主要取決于縫斷面的等效強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)形式及留設(shè)位置.鑒于目前關(guān)于誘導(dǎo)縫開裂機(jī)理的理論和試驗(yàn)研究對(duì)誘導(dǎo)縫的尺寸、縫距、位置、形式及成縫方式等尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí),不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要,本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《考慮多因素的碾壓混凝土拱壩誘導(dǎo)縫試驗(yàn)研究與實(shí)時(shí)仿真》,通過碾壓混凝土誘導(dǎo)縫等效強(qiáng)度試驗(yàn)研究結(jié)合土溪口碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力仿真分析,對(duì)壩體進(jìn)行了誘導(dǎo)縫分縫布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開裂預(yù)測(cè)。本文采用非穿透型碾壓混凝土誘導(dǎo)縫試件模擬實(shí)際工程中的雙向間隔誘導(dǎo)縫,通過軸拉試驗(yàn)建立了非穿透型矩形誘導(dǎo)縫和非穿透型橢圓形誘導(dǎo)縫等效強(qiáng)度隨削弱度和混凝土齡期變化的函數(shù)關(guān)系式,在此基礎(chǔ)上分析了將矩形誘導(dǎo)縫簡化為相同尺寸橢圓形誘導(dǎo)縫的等效強(qiáng)度誤差。結(jié)果表明:在誘導(dǎo)縫尺寸、混凝土齡期及試驗(yàn)條件相同的條件下,非穿透型橢圓形誘導(dǎo)縫與非穿透型矩形誘導(dǎo)縫的等效強(qiáng)度誤差不超過8%,且隨著削弱度的增加,誤差逐步減小,從而驗(yàn)證了實(shí)際拱壩誘導(dǎo)縫溫度場(chǎng)開裂數(shù)值計(jì)算中采用橢圓簡化模型的可靠性。此外,應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS,對(duì)未設(shè)置誘導(dǎo)縫的土溪口碾壓混凝土拱壩進(jìn)行了溫度應(yīng)力仿真計(jì)算,根據(jù)應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律、誘導(dǎo)縫布置原則及國內(nèi)部分已建碾壓混凝土拱壩分縫實(shí)踐,對(duì)壩體進(jìn)行了誘導(dǎo)縫分縫布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);然后利用本文試驗(yàn)建立的非穿透型矩形誘導(dǎo)縫等效強(qiáng)度模型計(jì)算了壩體誘導(dǎo)縫的等效強(qiáng)度,并將其作為縫單元的計(jì)算參數(shù)應(yīng)用于課題組編制的溫控仿真分析程序,進(jìn)行了施工期至運(yùn)行期全過程三維有限元溫度應(yīng)力仿真分析、誘導(dǎo)縫開裂情況預(yù)測(cè)分析及誘導(dǎo)縫對(duì)壩體應(yīng)力的影響分析。結(jié)果表明:在全壩段控制澆筑溫度和采取通水冷卻的雙重溫控措施下,壩體高拉應(yīng)力區(qū)設(shè)置等效強(qiáng)度不超過1.409MPa的雙向間隔誘導(dǎo)縫,能夠有效地釋放溫度應(yīng)力,保證壩體在溫度荷載下的運(yùn)行安全。本研究可為碾壓混凝土拱壩誘導(dǎo)縫的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐,也可為碾壓混凝土拱壩的溫度控制、裂縫預(yù)測(cè)及其預(yù)防提供參考。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV642.4
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 混凝土微元體熱傳導(dǎo)示意圖ematic Diagram of Heat Conduction in Concr流入微元體的凈熱量為 x x x dxQ q q dydz [67,68]，可得微元體沿 x 軸向的熱流量xTqx 22xx dx xq T Tq q dxx x x J/(m h ℃)。微元體的凈熱量22xTQ dxdydzx

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本文編號(hào)：2742758