Kentaro Kido Takeshi Nakamura Takayuki Sano
日本水利部门下属水资源工程部
摘 要:本报告说明了混凝土面板内温度应力及干缩变形引发裂缝的可能性。本文采用了二维有限元分析法对混凝土浇筑后的温度应力及干缩变形的变化进行了计算,并对其发生的可能性、因浇筑时期不同而产生的差异及掺和剂有效性进行了讨论。
有限元模型由基础岩层,堆石坝体和混凝土面板组成。堆石坝体的上游坡度和下游坡度分别为1:1.8和1:1.9。面板为变厚度,厚度的变化如下(t[m];t=0.3+0.003h(h为混凝土面板承受的水压))。
采用裂缝指数对分析结果进行评定。裂缝指数等于混凝土抗拉强度除以各龄期的最大主拉应力。以下为分析结果。
• 温度应力产生的最小裂缝指数远大于1.75(为预防裂缝的标准值(即便在最严酷的条件下(中热水泥,浇筑日期为7月1日)亦如此)),因而模型坝的面板足以防止产生温度裂缝。
• 温度应力显示:在晚秋至冬季浇筑混凝土为最有利时间,在夏季或初秋浇筑相对来讲不利。混凝土浇筑数月后,最大拉伸应力在冬季最明显,而此时的抗拉强度足以防止产生温度裂缝。
• 用粉煤灰代替水泥,是防止温度裂缝的有效方法。
• 根据对用粉煤灰代替部分水泥情况中的干缩变形和温度应力的分析结果,7月1日和10月1日浇筑案例(为温度应力不利的案例)中的最小裂缝指数远大于1.75(为预防裂缝的标准值)。在考虑干缩变形影响和温度应力影响的案例中,为确保安全起见,适度的养护是一种有效的重要方法。
关键词:混凝土面板堆石坝,温度应力,干缩变形,有限元分析法