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在混凝土高拱坝中,应力应变是坝体重要的监测项目,对分析评价大坝安全具有十分重要的意义。针对在高拱坝中埋设无应力计筒时,筒内混凝土应力非“无应力”状态,以及应变计组采用空间四面体等特殊埋设方式时,实测应变转化为实际应力复杂等关键问题,本文通过现场试验对无应力计筒布设方式进行了一定研究,并利用无应力计测值对混凝土线膨胀系数进行对比反演;推导了应变计组不同埋设方式的单轴应变计算公式。采用变形法,给出了三维空间实际应力的转换公式;通过结合溪洛渡特高拱坝关键部位的实测应变,计算并分析了关键部位应力的变化规律。具体研究内容如下: (1)研究了不同无应力计筒埋设无应力计对混凝土线膨胀系数的影响,设计了方形筒和圆形筒的尺寸与埋设方式,并与常见的锥形筒进行对比,通过现场试验得到锥形筒埋设比方形筒和圆形筒埋设方式所得线膨胀系数分别小约1.32με/℃和1.69με/℃。 (2)分别采用最小二乘法、统计回归法和遗传算法对无应力计监测数据进行反演分析,通过不同反演方式得知统计回归法和仿生遗传算法所得结果基本一致,但遗传算法的拟合精度相比统计回归法略有提高。最小二乘法所得结果与上述两种方法存在一定差异,且受主观因素影响波动较大。 (3)针对不同埋设方式的应变计组的组合特点,重点推导应变计组特殊埋设方式(如空间正四面体)的单轴应变计算公式,采用变形法给出三维空间实际应力的转换公式,并推算出主应力。 (4)通过溪洛渡高拱坝工程实例,计算、分析了溪洛渡拱坝关键部位的应力,并对拱坝施工期和蓄水初期关键部位应力变化规律进行了研究。建立了溪洛渡拱坝施工期和蓄水初期应力统计模型,时效分量采用3个指数函数累加来表示。结果表明该模型拟合精度高,可用于解决溪洛渡拱坝应力应变资料的预处理问题。 本文对高拱坝应力应变监测关键技术问题进行了研究,并通过工程实例计算了溪洛渡拱坝关键部位的应力,并分析了关键部位应力的变化规律。通过建立统计模型,分离出各分量对应力的影响,并建立预报模型,进而可对拱坝的工作性态进行预评价。