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碾压混凝土重力坝采用冷却水管及坝面过水渡汛的三维有限元温控仿真分析

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目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 碾压混凝土坝发展简史及现状

1.2 碾压混凝土坝的温度应力及温控措施

1.3 混凝土坝温控研究方法及研究现状

1.4 冷却水管冷却效果研究的意义与任务

1.5 本文的研究内容

2 温度场及温度应力场有限元计算原理

2.1 热传导基本理论

2.2 三维有限元基本理论

2.3 稳定温度场三维有限元计算公式

2.4 非稳定温度场三维有限元计算公式

2.5 温度应力有限元计算公式

2.6 温度徐变应力分析

3 计算方法与程序设计

3.1 计算方法

3.2 程序编制

3.3 程序算例

4 某碾压混凝土重力坝次高温期季节连续施工可能性研究

4.1 工程概况

4.2 工程基本资料

4.3 计算模型及温控方案

4.4 计算成果分析

5 施工期坝面过水对温度场的影

5.1 施工进度及温控方案

5.2 成果分析

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的主要科 研项目

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摘要

在混凝土坝中预埋冷却水管,利用冷却水管中循环冷水的流动来降低混凝土内部水泥的水化热温升,是混凝土坝温度控制的最有效措施之一,在国内外混凝土坝的施工中,广泛采用了水管冷却以控制坝体温度,水管冷却的计算工程量巨大,要实现三维有限元仿真分析需要大量的机时,在普通微机上实现比较困难。本文在冷却水管冷却效果计算中应用了子结构思想,对子结构法进行了细致地研究,推导了计算公式并编制了计算程序,建立了计算冷却水管冷却效果的冷却水管子结构的三维仿真计算模型。同时,把冷却水管子结构计算子程序成功地融入碾压混凝土坝浮动网格法计算软件,在普通微机上实现了较快地进行全坝段的三维温度场应力场的仿真分析。本文结合工程实际,即某碾压混凝土重力坝布置冷却水管进行温度控制时,对大坝在次高温季节连续施工的可行性进行了研究。通过坝体施工期及运行期温度场以及温度应力场的仿真计算研究可知,该工程在次高温季节,在非约束区进行施工是可行的。子结构程序计算结果与某工程实测数据和原有程序结果进行对比后表明,本文冷却水管子结构计算方法是正确的,其仿真计算值接近工程实际,对实际工程有指导价值。此外,本文结合工程实例,对碾压混凝土坝施工期坝面过水对温度场应力场的影响进行了分析,并给出了有益的施工建议。

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