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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
李守义 马成成 李炎隆 宋志强
【目的】研究混凝土面板开裂情况下堆石坝在应力场与渗流场耦合作用下的工作性态,为混凝土面板堆石坝的设计与施工提供参考。【方法】以多孔岩土介质渗透系数与体积应变之间的数学表达式为基础,研究建立了混凝土面板堆石坝应力场与渗流场耦合分析的数学模型,并基于等宽缝隙稳定流的运动规律,推导建立了混凝土面板裂缝的等效渗透系数计算模型。【结果】当混凝土面板发生开裂时,对于堆石体而言,应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的。与不考虑耦合效应相比,考虑耦合效应时坝体的垂直位移最大值出现的位置相对偏向坝体下部,且数值增大了5.5%;坝体的水平位移最大值增大了8.9%,其分布规律也发生了较明显的变化;坝体内渗流自由面明显...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王瑞骏 王党在 陈尧隆
结合在建的公伯峡水电站混凝土面板堆石坝,考虑影响面板温度场及温度应力的各项因素,实时模拟面板的施工过程,对施工期面板的温度场和温度应力进行了全过程仿真分析。结果表明,在面板混凝土浇筑初期,面板各个层面(表面、中心)的最高温升与面板厚度有关,且面板中心的最高温升大于面板表面的最高温升。此后,面板各个层面的结点温度均迅速下降,表面降温比中心快。最大压应力发生在最高温升时的面板底部中心层面上,最大拉应力发生在最高温升后出现最大温降时的面板中部表面上。
关键词：
混凝土面板 堆石坝 施工期 面板温度应力
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
李炎隆 涂幸 王海生 王瑞科
【目的】基于混凝土面板与垫层之间接触面的数值计算模型,考虑温度荷载作用,研究面板堆石坝面板的应力变形特性。【方法】以接触摩擦单元理论为基础,采用接触单元模拟混凝土面板与垫层之间的接触面,进行了公伯峡混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算,并将计算结果与观测数据进行对比分析。【结果】面板挠度呈现出中部大、两端小的分布规律,最大值为0.24m,位于面板的中心位置,与观测结果基本一致;面板的顺坡向应力分布呈现出中部受压、两端受拉的变化趋势,顺坡向压应力最大值为7.9MPa,出现在约1/2坝高处,拉应力最大值为1.3MPa,出现在面板的底部与顶部;面板底面点与表面点的应力分布是一致的,在同一高程处,面板...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王瑞骏 吕海东 陆丽
基于等宽缝隙稳定流的运动规律,建立了面板接缝的渗流计算模型,并以公伯峡水电站大坝为例,对模型进行了验证。结果表明,该计算模型考虑了接缝充填情况,可计算确定各种接缝渗流要素,揭示了在面板接缝止水失效情况下面板堆石坝的渗流变化规律。
[期刊] 建筑经济
[作者]
尚立明 郑成成 王亚军 刘文媛 胡潇予 娄锴伦
为明确涂覆型止水在混凝土面板堆石坝施工中的经济性水平，构建涂覆型止水资源消耗量测算模型与经济性测算模型，并以某抽水蓄能水电站为案例，以写实法为基础，结合市场水平与水电工程造价体系，分析计算得到以“100延米”为单位的造价指标，并明确其与传统锚固型止水在造价上的区别。研究结果为涂覆型止水在水电工程混凝土面板堆石坝的推广提供技术与经济支撑。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王瑞骏 丁战峰 刘伟
【目的】研究堆石流变效应对面板堆石坝应力变形的影响规律,为预测坝体长期变形规律及应力应变分析提供参考。【方法】结合面板堆石坝工程实际,对堆石料的流变特性、流变计算模型及其有限元计算方法进行了分析与选择,在此基础上,结合国内某高面板堆石坝工程实例,运用三维有限元法,按考虑堆石流变效应和不考虑堆石流变效应2种计算方案,分析了流变效应对大坝应力变形的影响。【结果】流变使坝体及面板的应力变形均呈现增大的趋势,相比较而言,流变对于坝体向上游水平位移的影响最大,对坝体向下游水平位移和坝体竖向位移的影响次之,对面板挠度和面板顺坡向应力的影响则较小;流变对于坝体沉降变形的影响主要发生在堆石填筑后约10个月内;...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王瑞骏 李章浩 陈尧隆
基于湿度传导理论及一般外荷载作用下的接触摩擦单元理论,经过系统分析,建立了面板与垫层之间接触面的湿度场及干缩应力有限元计算模型。算例结果表明,应用该模型可以获得较为准确合理的接触面湿度场及干缩应力计算结果。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
姜国辉 沈冰 李玉清 李雷
白石水库大坝为碾压混凝土重力坝,因工期和导流的需要,在浇筑大坝基础垫层混凝土时,有的部位安排在秋季浇筑,有的部位安排在春季浇筑,浇筑完毕后即放入河水进行保护,且均在水下越冬。在恢复浇筑混凝土前,对这些基础垫层混凝土进行了全面检查,发现有些坝段出现了裂缝,而有些坝段没有出现裂缝。通过对原始资料的研究分析,查到了产生裂缝的主要原因,并采取了切实可行的处理方法,同时为今后类似工程的设计与施工提供了参考。
关键词：
白石水库 垫层混凝土 裂缝 内外温差
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王瑞骏 李炎隆 焦丽芳 田艳
结合某在建的混凝土面板堆石坝,针对施工期日温差及发生寒潮等气温骤降情况,进行了气温骤降条件下面板温度场及温度应力的全过程仿真分析。结果表明,在气温骤降条件下,面板表面及中心的温度将随气温骤降的发生而持续降低,其中面板表面温度降幅最大;此时面板表面和中心均出现拉应力,面板表面的最大主应力大于面板中心的最大主应力;面板表面和中心的最大主应力均发生在高程约为坝高一半的位置。采取保护措施,可以明显削减气温骤降所产生的面板降温幅度及最大主应力增幅,保护措施越强其削减效果越明显。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
徐小蓉 何涛洪 雷峥琦 张全意 黎聪 金峰
堆石混凝土是一种高度采用机械化施工的筑坝技术,目前堆石混凝土重力坝因保守设计通常设置较多横缝,会导致施工仓面窄、机械转动半径小等问题。打鼓台重力坝大胆采用少设横缝的设计,中间坝段是目前最长堆石混凝土重力坝段,长134 m,水库已成功蓄水运行3年多。为掌握打鼓台重力坝的蓄水运行安全状态,该文结合大坝温度、渗压、位移监测结果和有限元仿真计算分析,开展大坝在不同荷载下的工作性态演化规律研究。结果表明:蓄水运行后,坝体的温度与渗压均处于正常范围,中间超长坝段无明显开裂或渗水现象,大坝运行状态良好。堆石混凝土绝热温升低,打鼓台超长坝段的最不利位置温升也不超过10℃,因此可适当放宽重力坝坝段长度,但建议靠近坝基的大仓面避开高温季节浇筑,以控制混凝土入仓温度、减小施工期温度应力。与普通坝段工况相比,超长坝段的应力状态基本满足要求,空库或蓄水状态下最大局部应力约2.5 MPa,上游防渗层宜设置钢筋网和短缝;越冬期超长坝段的上游面水位以上部位和下游面存在高拉应力;不分横缝整体浇筑重力坝需考虑两岸坝肩稳定性问题。在蓄水超载工况下,即使超载倍数达10.0,坝体也尚未出现上下游贯通性屈服破坏,可看出大坝的超载安全度与稳定性较高。该文可为今后堆石混凝土重力坝的结构设计与安全评价提供科学指导。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
程恒 周秋景 娄诗建 张国新 刘毅 雷峥琦
依托贵州省仁怀市石坝河水库堆石混凝土重力坝,基于大坝设计资料与温度监测数据,对大坝自密实混凝土、堆石混凝土以及常态混凝土的关键热学参数进行反演.在此基础上,模拟大坝浇筑过程、混凝土硬化过程以及气象变化过程,采用有限元仿真方法进行大坝施工期全过程工作性态仿真计算,对大坝的温度场和应力场的分布和演化规律进行分析,评估大坝整体安全性.分析结果表明,仿真反演得到的坝体温度过程能够真实反映施工期坝体的温度变化规律,坝体内部一般3～5d达到最高温度,水化热温升在4～7℃之间,夏季浇筑时最高温度约为35.0～39.5℃,冬季浇筑时最高温度约为25～28℃;除了大坝溢流坝段表面在低温季节局部拉应力较大外,其余部位应力均未超出混凝土的强度,大坝整体安全可以得到保障,说明堆石混凝土重力坝大仓面浇筑方式是可行的.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王振波 陶鑫 韩春绪 孙鹏
针对混凝土材料实验教学中裂缝表征的重难点问题，提出一种基于数字图像处理（DIP）技术的混凝土开裂性能实验教学方法，并利用该方法分析了混凝土早龄期开裂（塑性）、高韧性混凝土多点开裂（固态）与混凝土裂缝自愈合（回归）等3个方面的教学实例。DIP方法能够使教师改进教学内容，更生动、直观地展示实验结果，能够使学生开拓视野并更深刻理解混凝土的结构与性能演变。DIP能够在涵盖混凝土从塑性到固态、裂缝从产生到回归的全生命周期过程中起串联作用，有利于促进不同学科之间的交叉与创新。
关键词：
数字图像处理 混凝土 裂缝表征 实验教学
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王瑞骏 刘伟 卢志男
【目的】研究河谷宽高比对高面板堆石坝应力变形的影响规律,为实际工程中坝址选择、河谷地形对坝体应力变形的影响分析等提供理论依据。【方法】运用三维有限元法,分别进行了河谷宽高比为3.0,2.0,1.0等3种方案下的大坝应力变形计算,并在此基础上进行了各方案大坝应力变形的对比研究。【结果】随着河谷宽高比的减小,坝体的各项位移和应力以及面板的位移均呈逐渐减小趋势,而面板应力却逐渐增大;当河谷宽高比由3.0减小为2.0时,坝体应力变形最大变化率为-8.89%(坝体大主应力),面板应力变形最大变化率为22.31%(面板顺坡向压应力);当河谷宽高比由2.0减小为1.0时,坝体应力变形最大变化率为-42.75...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
谢忠球 周先雁 邓宗伟
采用有限元的方法考虑地应力与温度应力的耦合作用,分析了在不同的边界温度作用下边坡应力场的交变特性和作用特点;边坡喷层面与岩层结合面处的剪应力的分布规律.指出在温度应力与地应力的耦合作用下,喷砼边坡坡顶与坡脚均为容易发生破坏的地方,通常坡顶的破坏形式为拉张破坏而坡脚则为剪切破坏.分析所得的温度场变化和变形与观测值变化规律一致,当温度变化剧烈时,边坡的防护必须考虑温度应力的影响.在分析喷射混凝土边坡变形机制的基础上,提出了相应控制措施,为优化工程设计、施工方案提供可靠的、定量的科学依据.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张书 马睿 胡昱 李庆斌
疲劳荷载作用下混凝土疲劳寿命评估对保障结构安全、实现稳定服役至关重要,应力与应变共同决定了材料疲劳破坏行为。该文根据应力应变疲劳准则约束关系,构造了描述混凝土疲劳状态的疲劳加载曲面函数。研究表明,混凝土疲劳加载曲面函数随疲劳循环次数呈现出单调递增的规律,这为建立混凝土疲劳状态的等效函数提供了条件;混凝土疲劳加载曲面函数可采用线性等效形式,而系数可通过混凝土疲劳加载过程中的特征点来标定。该文提出了MRS(maximum R-Square)算法以保证等效描述结果的有效性,用等效疲劳循环次数来量化混凝土的疲劳应力应变状态,并给出了相应的评估流程和指标。该研究为混凝土的疲劳寿命分析提供了有效手段。
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