發(fā)布時間：2021-02-10 15:18

　　寒冷地區(qū)冬季水工建筑物受冰溫度膨脹力破壞嚴重,為研究不同方位角處太陽輻射量對混凝土柱裂縫開展的影響規(guī)律,結合某水庫放水塔工作橋裂縫實測結果,采用冰熱力耦合理論及擴展有限元方法模擬了混凝土柱12h冰蓋升溫膨脹對工作橋混凝土柱的擠壓破壞過程。結果表明,模擬裂縫開展深度與現(xiàn)場實測結果基本吻合;陽面（方位角為30°）冰蓋瞬時吸收的太陽輻射量最大值為陰面（160°）的1.3倍;由于太陽輻射,冰蓋上表面逐小時溫度變化值增大為未加入前的1.8倍;溫度變化較大與陰面冰蓋吸收的太陽輻射較少有關,陰面冰蓋升溫膨脹擠壓混凝土柱產(chǎn)生的裂縫深度值為陽面的3倍。研究成果可為寒冷地區(qū)抗冰凍設計提供借鑒。 

【文章來源】：水電能源科學. 2020,38(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

雷達測線位置圖

混凝土采用四節(jié)點雙線性平面應變四邊形單元（CPE4R），混凝土單元總數(shù)為2 052個，節(jié)點總數(shù)為2 262個。鋼筋和混凝土之間考慮粘結滑移力[13]，采用雙節(jié)點零長度彈簧單元（spring2）進行模擬。模擬混凝土和鋼筋材料參數(shù)取值見表2，平面網(wǎng)格劃分示意圖見圖2。3 結果與分析

冰蓋上表面溫度在冬季2:00達到最低，在14:00達到峰值，冰蓋不斷膨脹作用在混凝土柱上，發(fā)生較大凍脹破壞產(chǎn)生裂縫，其他時段為降溫過程，冰蓋主要發(fā)生收縮，作用在混凝土柱上破壞較小。根據(jù)模擬結果得到了各方位角處太陽輻射隨時間變化曲線，見圖3。由圖3可知，7:00時各方位角冰蓋開始吸收太陽輻射，隨著時間的推移，時角發(fā)生變化，各方位角處太陽輻射量先增大后減小，在12:00達到峰值。方位角30°與方位角160°太陽輻射量差異較大，30°的瞬時太陽輻射最大值是160°的1.3倍。3.1.2 不同方位角下冰蓋表面溫度和氣溫

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]冰溫度膨脹力的有限元分析[J]. 黃焱,史慶增,宋安.  水利學報. 2005(03)
[8]水庫靜冰壓力的計算[J]. 張丹.  冰川凍土. 1987(S1)

博士論文
[1]冰層熱力學生消過程現(xiàn)場觀測和關鍵參數(shù)研究[D]. 雷瑞波.大連理工大學 2009



本文編號：3027569