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高混凝土坝体积庞大、约束条件复杂、应力水平高,温控防裂是其中的关键施工技术之一,也是工程界和学术界普遍关注的焦点问题。我国在混凝土坝的建设方面取得了丰硕的成果,然而“无坝不裂”依旧是不可回避的事实,而且表现出了新的特点:①裂缝分布范围更广,危害性更大,如小湾拱坝;②裂缝更容易在某一个区域或者某个浇筑块密集出现;③开裂风险不再局限于施工期,在蓄水期和运行期也存在不少的裂缝现象;④施工期未能有效规避的裂纹在运行期又出现了二次扩展,等等。采用目前常规的手段去进行温度控制,难以适应连续、快速施工工艺的需求,无法发挥碾压混凝土的防裂性能优势。因此,有必要从施工运行全过程的角度出发,研究高混凝土坝的动态温度控制方法、温度荷载演化特性以及防裂安全评估手段等科学问题。论文的主要研究内容如下:1.提出了基于决策支持系统的温控管理方法。为了更加科学、合理、高效地监控大坝的施工过程,论文采用面向对象程序设计方法,研发了温控决策支持系统(TCDSS),并定义了全新的数据格式与结构框架,设计了在人机交互与用户体验方面更优的界面功能菜单,从而建立了基于TCDSS的温控管理方法与运行机制。研究结果表明,TCDSS系统的功能齐全、覆盖面广,通过温控数据的系统化管理、温控信息的多层次展示、施工温控数据的实时分析与反馈以及强大的专家预案分析功能,可以较好地实现高混凝土坝温控防裂工作的智能管理与决策支持。2.提出了高混凝土坝施工期温控防裂时空动态控制方法。结合大量的工程研究实践,提出了一种新的温度监控体系,即通过水管冷却的过程控制、混凝土温度的空间梯度控制、施工监测数据的实时采集与多目标评价、温度应力快速仿真反馈以及施工温控措施的实时预警预报,从而可以实现对高混凝土坝防裂安全的时空动态控制。研究结果表明:①通过优化混凝土温度随时间的变化过程以及在空间的分布特性,可以显著减小坝体的温度拉应力,降低开裂风险;②通过加强施工数据的实时采集、分析与评价以及温度应力的快速仿真与反馈,可以显著提高温控防裂工作的效率;③通过强化预警机制,可以实现施工期温控措施的全天候、全坝段与全过程监控。3.进行了高碾压混凝土坝施工-运行工作性态研究。引入施工-运行全过程温控分析方法,研究了碾压混凝土施工期残余温度荷载的长期演化特性、作用方式以及对大坝正常运行性态的影响机制,结果表明:①高碾压混凝土坝的温度场-应力场是一个长期、缓慢的演化过程;②施工期残余温度荷载的存在,会明显改变大坝运行期的应力状态,是不利因素。此外,针对当前的温控设计标准和措施在高碾压混凝土坝中存在的诸多不适应性,对基础温差、通水温差、水管冷却以及设计龄期等问题做了新的论证分析。4.建立了基于全寿命周期的高碾压混凝土坝防裂风险评估体系框架。从“规划-设计-施工-运行”全寿命周期的角度出发,研究了高坝工程的风险控制因素,并针对高碾压混凝土坝的温控防裂特性,建立了以“施工-运行全过程结构稳定性”为基准,以“混凝土材料参数的时空演进”、“碾压混凝土温度-应力全寿命演化过程”、“混凝土温度裂缝的细观演化特性”、“不利工作状态期”和“监控预警指标”为主要内容的风险评估框架。