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[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] 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] 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] 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]
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] 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]
李永刚 李守义
结合寒冷地区某碾压混凝土坝工程的实际情况,采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力场进行了仿真计算。计算完全按照实际施工过程进行模拟,全面考虑了坝体薄层浇筑过程和浇筑温度及各种外荷载。对比分析了寒潮对坝体应力的影响,为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。
[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] 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] 中南林业科技大学学报
[作者]
田明革 易伟建 李云
研究了混凝土框架结构的施工过程对框架柱累积竖向变形的影响.基于逐层叠加法建立结构有限元模型,模拟施工过程中逐层施工的影响;基于梯形积分公式推导了混凝土收缩和徐变效应的数值迭代模型,建立了纤维杆模型的等效节点力,考虑混凝土时效特性的影响;分析了一座10层混凝土框架结构,研究不同施工周期对其混凝土框架柱累积竖向变形的影响,不同支撑刚度对累积竖向变形的影响.
[期刊] 国土资源科技管理
[作者]
廖彬 韩素月
由于大型水电站所在的高山峡谷区的外部环境限制,导致在开挖坝基岩体地应力释放、降低,岩体变形模量降低等问题,成为重力坝修建中影响坝基岩体变形、稳定的重大工程问题或工程地质问题。因此,以西南某水电站为例,对其坝基大规模开挖、减载所引起的模量的变化,以及高混凝土重力坝较大荷重、较高压应力下对开挖坝基松弛岩体的压密、变形模量的回复进行研究并构建相关模型,获得了坝基岩体在较高压应力下变形模量的回复。对今后高重力坝坝基岩体模量的分析和减少大量的固结灌浆工程量有重要的理论意义及经济价值。
关键词：
高混凝土重力坝 变形模量 岩体结构 回复
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
余舜尧 徐小蓉 邱流潮 金峰
堆石混凝土(rock-filled concrete,RFC)作为一种由大块堆石和自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)组成的非均质材料,浇筑前后的温度分布与常规混凝土有着较大区别。通过开展现场温度监测试验,获得了堆石混凝土在不同季节、不同位置、浇筑前后的温度变化数据,在此基础上进行了规律总结和理论分析。讨论了在浇筑前不同时空条件下堆石体温度分布的非均匀性,定量计算得到了气温对等效堆石体的影响深度约0.9m;浇筑前堆石体的仓顶与仓底最大温差在夏季高温时能达到13℃;等效堆石体温度相比气温有约3h的相位滞后。总结了在浇筑后不同季节的堆石混凝土温度变化规律,结果表明堆石和SCC在浇筑后的前8 h会进行快速的温度交换直到两者温度趋近一致;在混凝土温升过程中堆石体会辅助吸收SCC的部分水化热,降低了整仓堆石混凝土的温升;计算得到太阳辐射热引起的仓面上下游处的温度差异约3℃。该文研究结果对堆石混凝土的温度仿真数值计算以及可能的工程温控措施具有重要的参考意义。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
谭尧升 陈文夫 林恩德 林鹏 周天刚 周孟夏 刘春风 裴磊 梁程 尚超 杨鹏博 姚孟迪 李向前 李俊平
信息模型是一种应用于现代工程设计、建造与项目管理的新型协同管理工具。基于水利水电工程施工期信息模型表达不全面、信息数据流通不畅等问题,在物联网、区块链和人工智能等信息技术迭代更新日益频繁的背景下,将先进信息技术与特高拱坝建造过程深度融合,提出一种使用建筑信息模型(building information modeling,BIM)的项目协作管理方法。该文通过借鉴BIM技术和信息模型理念,构建了特高拱坝施工期多维信息模协作管理体系,研究多维信息模型构建方法与实现过程;采用Visual C#网络编程技术,研发了涵盖工程进度、质量、安全和合同等内容的特高拱坝施工期多维信息模型管理平台。以白鹤滩300 m级特高拱坝为例,在应用实践中实现了大坝设计与施工全过程的信息化与智能化管理。该平台改善了传统水电工程信息散乱、流动效率低的问题,利于控制施工进度和工程建设质量、辅助精准施工和技术优化,推动项目管理水平和行业技术发展。
[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] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
任明倩 安雪晖 谭妮 李鹏飞
堆石混凝土层间界面上露出的块石棱角与周围自密实混凝土的相互作用决定了堆石混凝土的层间抗剪性能。该文设计并完成了24个堆石混凝土施工缝小型直剪试验,通过在施工缝上布置不同抗剪堆石骨料,研究了堆石骨料露出高度、数量和强度以及竖向荷载对堆石混凝土施工缝抗剪性能的影响。试验结果表明堆石骨料对堆石混凝土施工缝抗剪性能有显著影响。试验出现了2种典型的破坏模式:堆石骨料周围混凝土的挤压塑性破坏和堆石骨料直接剪切破坏。堆石骨料露出高度、数量和强度以及竖向荷载的变化会引起施工缝的抗剪性能和破坏模式变化。参考普通混凝土裂缝剪力传递理论,提出了堆石混凝土层间界面抗剪承载力公式,该方法考虑了外露堆石的几何特征,能够体现出不同的破坏模式。利用试验结果对所提出的公式进行验证,验证结果表明所提出的方法能够有效评估堆石混凝土的层间抗剪性能,为今后堆石混凝土层间抗剪能力的设计提供了有益的参考。
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