论文部分内容阅读
混凝土面板堆石坝主要靠上游面板挡水，面板裂缝问题是影响面板堆石坝的质量和安全的关键因素之一。由于施工技术水平的提高，现今设计的面板堆石坝越来越高，混凝土面板的施工逐渐向采用滑模连续浇筑、取消水平缝或将水平缝按施工缝处理的方向发展，面板的防裂研究对面板堆石坝的进一步向高坝发展至关重要。由于面板混凝土属于准大体积混凝土，其散热面大，最高水化热温升不是很高，但在施工期如果不采取合理的温控防裂措施，仍然会导致面板产生温度裂缝。本文针对面板温度裂缝问题，基于混凝土面板施工期的温度场以及徐变温度应力场仿真分析，分别从优选面板混凝土温控措施以及优选面板混凝土材料性能两个方面，开展面板混凝土温控防裂设计。主要研究内容如下： （1）基于ABAQUS二次开发平台研制了混凝土徐变温度应力仿真计算子程序，对地基上的薄层混凝土浇筑块建立三维有限元模型，对混凝土浇筑块温度场和徐变温度应力场进行仿真计算，并且分析了地基弹性模量以及浇筑块尺寸对浇筑块徐变温度应力的影响，从而验证了程序的合理性。 （2）面板混凝土材料性能已定条件下的面板混凝土温控措施优选。当混凝土原材料和配合比已经确定，而且通过室内试验获得了混凝土的热力学参数，为此基于均匀设计原理设计不同温控措施组合的工况，仿真计算各工况温度场以及徐变温度应力场，并获得第一主拉应力与抗拉强度关系过程线，将第一主拉应力与抗拉强度关系的最小值作为输入，温控参数作为输出，通过BP神经网络进行训练，得到温控措施优选的神经网络模型，通过该神经网络模型对温控措施进行优选。 （3）面板混凝土温控措施已定条件下的面板混凝土热力学参数优选。根据施工现场的现有条件，面板混凝土温控措施可能比较单一或已经给定，因而需要通过优选面板混凝土的热力学参数来达到温控防裂的目的，对于优选出的热力学参数，可通过室内试验调整水泥熟料中的铝酸三钙、硅酸二钙和硅酸三钙等矿物成分，以调控混凝土的绝热温升、半熟龄期和抗拉强度等性能。 （4）以某在建高混凝土面板堆石坝工程为例，建立包含地基的三维有限元温度场和徐变温度应力场仿真模型，从而对该面板堆石坝工程施工期的温控措施和混凝土热力学参数进行优选，并且对优选的结果进行仿真分析。结果表明，面板第一主拉应力的最大值发生在温降最大时刻，在面板中部偏下部位；对温控措施和热力学参数优选以后，可以有效地降低面板最大主拉应力值。