豐滿混凝土重力壩及凍脹變形分析(編輯修改稿)
2025-09-18 07:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 “雙峰”現(xiàn)象。3 凍脹變形的有限元等效模擬由于混凝土凍脹的物理過程的復雜性，混凝土大壩凍脹變形難以直接模擬計算。對于豐滿大壩，壩體縱縫及水平縫結冰對壩頂位移的會構成影響，可稱之為離散的局部凍脹對位移的影響。但實際上可以進行均質(zhì)化等效。現(xiàn)采用等效溫度變形的方法模擬混凝土的凍脹變形（假定凍脹變形均勻、各向同性），以便對廊道處的監(jiān)測變形的性態(tài)形成認識。對32壩段進行了有限元分析。根據(jù)實測資料，豐滿混凝土大壩的負溫區(qū)域如圖4所示[2]。考慮到負溫區(qū)并不等于凍脹區(qū)，且計算的目的是定性分析，計算時對凍脹區(qū)進行了簡化。計算中采用較簡單的材料分區(qū)，即大壩混凝土彈模Ec=18GPa/15GPa (220m以下/220m以上)，基礎彈模Er=18 Gpa，熱膨脹系數(shù)=10180。106/℃。計算了多種工況，凍深模擬了1m，3m及5m等三種情況（，）。溫升試算了多種方案，確定溫升50℃時的計算垂直位移與實測位移分析結果較為接近。計算結果表明：（1）壩頂廊道處受凍脹影響產(chǎn)生向上的垂直位移的同時，也有向上游的水平位移。凍脹影響最大抬高出現(xiàn)在壩頂下游側，最大的向上游的水平位移出現(xiàn)在壩頂上游側。（2）計算結果中水平向位移是鉛直向位移的7~10倍。對于32壩段早期測值統(tǒng)計分析結果中，相差近4倍。定性來看，兩者結果是一致的,其差別可能由多種因素引起。4 壩頂位移的統(tǒng)計模型分析利用包含冰凍因子的統(tǒng)計模型對壩頂激光水平、垂直兩向位移進行了分析。統(tǒng)計模型的分量組成如下：水位分量：H、HH3和H4，其中H=(h200)/70，h為測時當天平均水位；溫度分量：Sin(s)、Cos(s)、TT1TT60、T90、T120，其中，t為測時距分析起始日期的時間長度（天），Ti表示測時前i天的平均氣溫；時效分量：t，ln(1+t)，ekt。其中t為時間長度，k=。凍脹分量：ISin(2s)、ICos(2s)、ISin(4s)、ICos(4s)、ISin(8s)、ICos(8s)、I157，I1515，I1530，I307，I3015，I3030凍脹分量中三角函數(shù)前的字符“I”表示“凍脹因子”以區(qū)別同一模型中的周期函數(shù)，s=2π(t t0)，t為時間長度，t0為分析起始時期到同年11月1日的時間距離（天數(shù)）。上述各因子的無效時段（數(shù)值歸零階段）按最小者計算。氣溫滯后作用因子Iij，i為氣溫滯后影響的時間長度；j為滯后影響時間之前的所取平均溫度的天數(shù)。應該說明的是，考慮凍脹影響統(tǒng)計模型中的水位分量、時效分量同一般統(tǒng)計模型，但在溫度分量中去掉半年周期因子。此外，混凝土結冰后熱膨脹系數(shù)會有所增大，溫
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