混凝土浇筑坯层对坝体温度应力场的影响.pdfVIP

第43 卷第21期 人 民 长 江 V0 1．4 3．No ．21 2 O 1 2年 1 1月 Yangt z e Ri ver Nov ．． 2012 文章编号：1001—4179( 2012) 2 1—0066—04 混 凝 土 浇 筑 坯 层 对 坝 体 温 度 应 力 场 的 影 响 谢 微，董福品，刘虎虎 ( 华北电力大学可再生能源学院，北京102206) 摘要：采用有限单元法对大体积混凝土结构施工期温度应力场进行仿真计算，研究混凝土浇筑坯层厚度和坯 层间歇时间对温度应力场的影响。计算结果表明，浇筑坯层对温度应力场的影响与混凝土的水化热反应速率 有关。用n表示混凝土水化热达到一半时的龄期，当n 值较小时，最大拉应力随着坯层厚度的增大而增大，随 着坯层间歇时间的增大而减小。当n 值较大时，最大拉应力随着坯层厚度的增大而增大，但随着坯层间歇时间 的增大，有的计算工况 中最大拉应力先增大后减小，有 的计算工况中最大拉应力一直增大 。根据计算结果，列 出了需要在温度应力场仿真计算中考虑浇筑坯层的计算工况。 关键词 ：有限单元法；浇筑坯层；坯层间歇 时间；温度场；温度应力场 中图法分类号：TV3 15 文献标志码：A 1研究背景 ( [ 日 ] +士 [R] ) 丁 。 }+击 [R] 丁 。 }+ F。 }=。 混凝土坝通常采用分层浇筑 、间歇上升的施工方 ( 1) 法，每个浇筑层又分成若干浇筑坯层 ‘1 o ，浇筑坯层间 式中，[ 引为热传导矩 阵；[ 尺] 为热容矩 阵； r 。} 、 隔一定的时间进行施工。由于浇筑坯层与外界存在热 丁川}为节点温度列阵； F。}为与边界条件和内部 交换 ，浇筑坯层 的施工过程对混凝土坝 的温度场具有 热源相关的列阵。求解式( 2) 可得各节点在丁 。时的 一定的影响，因此，浇筑坯层的设置也会影响到坝体的 温度 ■+。}，然后可求解出温度应变增量 △s l 。在复 温度应力 。目前 ，在大体积混凝土结构 的温度应力场 杂应力状态下，应力增量与应变增量的关系如下H] ： 仿真分析 中，虽然考虑了各种边界条件和施工过程 的 △盯 。} = 影响旧。o，但通常都是假定混凝土浇筑坯层是瞬时浇 [ 西。] ( △s 。}一 田。}一 △s ：}一 △s ：}一 △s ：}) 筑完成的，其影响在 以往的温度应力场仿真计算中被 ( 2) 忽略了。 式中， 叼。}为徐变应变； △ 占：}为干缩应变； △ 占：}为 本文采用二维有 限元法对温度应力场进行仿真计 温度应变； △ 占：}为 自生体积变形。 算，用c++语言编制了相应程序。计算模型中一个 有限元法分析的平衡方程： 混凝土浇筑层包含多个混凝土浇筑坯层 ，仿真计算时 [ K] △6。}= 对浇筑块 的坯层厚度和坯层 间歇时间进行变化 ，以计 △P 。} ‘+ △P 。} 。+ △P。}7+ △P 。}o+