碾壓混凝土壩溫度應(yīng)力仿真計算研究

緒論，大體積混凝土溫度場和溫度應(yīng)力場計算原理，碾壓混凝土水化熱溫升變化規(guī)律，三維有限元浮動網(wǎng)格法，混凝土壩三維有限元溫控仿真計算程序，分區(qū)浮動網(wǎng)格法在有孔壩段溫度應(yīng)力場計算中的應(yīng)用，利用MgO混凝土解決重力壩溫度應(yīng)力問題的應(yīng)用研究，大體積混凝土表面保溫計算方法研究，考慮晝夜溫差的碾壓混凝土壩溫度場仿真分析，碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力計算研究和碾壓混凝土壩溫度場反分析研究等內(nèi)容。

碾壓混凝土筑壩技術(shù)問世以來，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。碾壓混凝土壩是將常態(tài)混凝土壩的結(jié)構(gòu)和碾壓土石壩的施工技術(shù)集于一體，該項(xiàng)新技術(shù)具有水泥用量少、工期短、造價低等優(yōu)點(diǎn)。它是混凝土筑壩技術(shù)的一項(xiàng)革新，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有顯著的優(yōu)越性。但碾壓混凝土壩的溫度應(yīng)力是制約簡化溫控措施、加快施工進(jìn)度、降低工程造價的主要問題。因此，碾壓混凝土壩溫度應(yīng)力仿真計算研究具有重要的工程實(shí)用價值。碾壓混凝土壩溫度應(yīng)力分析方法一般可分為理論解法、實(shí)用算法和數(shù)值方法。2100433B

作　者：李守義，張金凱，張曉飛 著出 版 社：中國水利水電出版社ISBN：9787508477664出版時間：2010-08-01版　次：1頁　數(shù)：181裝　幀：平裝開　本：16開所屬分類：圖書 > 工程 > 水利水電工程

前言

1 緒論

1.1 碾壓混凝土壩概述

1.2 碾壓混凝土重力壩溫度場和溫度應(yīng)力場研究現(xiàn)狀

1.3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力補(bǔ)償研究

1.4 大體積混凝土結(jié)構(gòu)表面保溫研究現(xiàn)狀

1.5 考慮晝夜溫差影響的碾壓混凝土重力壩溫度應(yīng)力場研究

1.6 碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力研究現(xiàn)狀

1.7 碾壓混凝土壩溫度場反分析研究現(xiàn)狀

2 大體積混凝土溫度場和溫度應(yīng)力場計算原理

2.1 熱傳導(dǎo)基本理論

2.2 溫度場和應(yīng)力場三維有限元計算原理

2.3 大體積混凝土溫度場有限元計算

2.4 大體積混凝土應(yīng)力場有限元計算

3 碾壓混凝土水化熱溫升變化規(guī)律

3.1 水泥的水化熱變化規(guī)律

3.2 混凝土的絕熱溫升變化規(guī)律

3.3 大體積混凝土的溫升變化規(guī)律

3.4 碾壓混凝土的發(fā)熱規(guī)律

3.5 混凝土壩的特征溫度和特征溫差

4 三維有限元浮動網(wǎng)格法

4.1 浮動網(wǎng)格的仿真計算方法

4.2 浮動網(wǎng)格引起的熱力學(xué)參數(shù)誤差分析

4.3 浮動網(wǎng)格與不浮動網(wǎng)格的計算結(jié)果對比分析

5 混凝土壩三維有限元溫控仿真計算程序

5.1 混凝土壩三維有限元溫控仿真計算程序功能

5.2 拱壩三維有限元溫控仿真計算程序介紹

5.3 重力壩三維有限元溫控仿真計算程序介紹

6 分區(qū)浮動網(wǎng)格法在有孔壩段溫度應(yīng)力場計算中的應(yīng)用

6.1 分區(qū)浮動網(wǎng)格法的仿真計算模型

6.2 分區(qū)浮動網(wǎng)格法的程序設(shè)計難點(diǎn)

6.3 分區(qū)浮動網(wǎng)格法的計算程序驗(yàn)證

6.4 工程算例分析

7 利用MgO混凝土解決重力壩溫度應(yīng)力問題的應(yīng)用研究

7.1 Mg0水泥及摻MgO混凝土

7.2 高外摻MgO碾壓混凝土溫度應(yīng)力計算原理

7.3 程序驗(yàn)證

7.4 MgO碾壓混凝土壩算例分析

8 大體積混凝土表面保溫計算方法研究

8.1 等效表面散熱系數(shù)法

8.2 等效厚度法

8.3 導(dǎo)熱系數(shù)法

8.4 程序驗(yàn)證

8.5 工程算例分析

9 考慮晝夜溫差的碾壓混凝土壩溫度場仿真分析

9.1 晝夜溫差對長間歇基礎(chǔ)墊層溫度場和溫度應(yīng)力的影響

9.2 考慮晝夜溫差的碾壓混凝土壩溫度場仿真分析

10 碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力計算研究

10.1 碾壓混凝土拱壩溫度場程序驗(yàn)證

10.2 碾壓混凝土拱壩算例分析

11 碾壓混凝土壩溫度場反分析研究

11.1 工程反問題的特點(diǎn)

11.2 工程反問題的求解方法

11.3 可變?nèi)莶罘?

11.4 碾壓混凝土壩溫度場反分析研究

11.5 程序驗(yàn)證

參考文獻(xiàn)

本書總結(jié)了作者在嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩溫控防裂方面所做的研究成果，闡述了碾壓混凝土壩溫度場與應(yīng)力場仿真計算原理，編制了碾壓混凝土壩溫控仿真計算程序，分析了嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩溢流壩段、底孔壩段等的溫度場與應(yīng)力場的特點(diǎn)，提出相應(yīng)的溫控防裂措施。重點(diǎn)研究了嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩越冬層面的防裂措施。本書可供從事水利水電工程設(shè)計、施工、科研等工程技術(shù)人員參考，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的教學(xué)參考書。

目 錄

前言

1概述· 1

1.1 碾壓混凝土筑壩技術(shù)發(fā)展概況 1

1.2 碾壓混凝土壩溫度裂縫及溫控防裂研究現(xiàn)狀 4

1.3 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩溫控與防裂的特點(diǎn)· 9

1.4 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面防裂措施 10

2 碾壓混凝土壩溫度場和溫度應(yīng)力場計算原理· 13

2.1 熱傳導(dǎo)基本理論· 13

2.2 溫控仿真計算采用的單元· 17

2.3 碾壓混凝土壩溫度場計算的有限單元法· 24

2.4 碾壓混凝土壩溫度應(yīng)力計算的有限單元法 28

2.5 碾壓混凝土的徐變與溫度徐變應(yīng)力· 31

3 碾壓混凝土壩三維有限元溫控仿真程序開發(fā)· 37

3.1 FORTRAN語言溫控仿真程序· 37

3.2 基于ANSYS平臺二次開發(fā)的溫控仿真程序· 50

4 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩非溢流壩段溫控仿真研究· 60

4.1工程概況 60

4.2 水庫水溫分析 64

4.3 溫控計算模型 65

4.4 無溫控措施計算成果及分析 66

4.5 表面保溫對溫度場與應(yīng)力場的影響研究· 88

4.6 澆筑溫度對溫度場與應(yīng)力場的影響研究· 93

4.7 綜合溫控措施研究 98

5 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩溢流壩段溫控仿真研究 107

5.1 溢流壩段溫控仿真計算 108

5.2 缺口度汛對溢流壩段溫度場與應(yīng)力場的影響研究· 118

6 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩有孔壩段溫控仿真研究· 127

6.1 碾壓混凝土重力壩有孔壩段浮動網(wǎng)格法· 127

6.2 碾壓混凝土重力壩底孔壩段溫控仿真計算 129

7 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面保溫效果研究· 143

7.1 表面保溫效果計算方法分析 144

7.2 保溫效果計算的熱—結(jié)構(gòu)耦合殼單元法· 148

7.3 嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面保溫效果研究 150

8 升溫水管對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面應(yīng)力改善研究 160

8.1 埋設(shè)升溫水管的混凝土溫度場計算· 160

8.2 升溫水管的熱流管法· 164

8.3 升溫水管對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面應(yīng)力改善研究 170

9 微膨脹混凝土對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩越冬層面應(yīng)力補(bǔ)償研究 177

9.1 微膨脹混凝土筑壩技術(shù) 177

9.2 微膨脹混凝土自生體積變形特性及力學(xué)性能 179

9.3 微膨脹混凝土自生體積變形計算模型及應(yīng)力計算方法 181

9.4 微膨脹混凝土對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩越冬層面應(yīng)力補(bǔ)償研究 185

10 人工短縫對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面應(yīng)力釋放研究 190

10.1 人工短縫的數(shù)值模型 191

10.2 人工短縫對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面應(yīng)力釋放研究 199

參考文獻(xiàn) 2012100433B

《寒冷地區(qū)碾壓混凝土壩施工技術(shù)及仿真》以工程實(shí)踐和仿真計算為基礎(chǔ)，展示了寒冷地區(qū)碾壓混凝土施工全過程中的技術(shù)創(chuàng)新和新型材料的應(yīng)用，包括壩線、壩型選擇；擋水建筑物；保溫材料簡介及選擇；大壩混凝土；熱傳導(dǎo)原理及有限元分析；計算模型、參數(shù)及邊界條件；大壩安全監(jiān)測與產(chǎn)測溫度數(shù)值計算時分析；大壩仿真計算等。2100433B